Nelineární zkreslení - Nonlinear distortion

Nelineární zkreslení je termín používaný (v oblastech, jako je elektronika , audio a telekomunikace) k popisu fenoménu nelineárního vztahu mezi „vstupními“ a „výstupními“ signály - například - elektronického zařízení.

Modelka

U mnoha zařízení je lineární model přesný pouze pro malé úrovně signálu. Například při vstupu 2 V může typický audio zesilovač vydávat 20 V, což znamená, že lineární zisk je 10 V / V. Pro vstup 3 V by pak mohl vydávat 30 V. Model však naznačuje, že při vstupu 50 V by produkoval 500 V, což u většiny zesilovačů není možné.

Matematicky by měl být vztah vstupu a výstupu mnoha zařízení popsán polynomiální nebo Taylorovou řadou , jak je znázorněno níže.

${\ displaystyle v = \ sum _ {k = 1} ^ {\ infty} a_ {k} u ^ {k}}$

U větších hodnot u platí vyšší koeficienty jako a vstupují do hry. ${\ displaystyle a_ {2}}$${\ displaystyle a_ {3}}$

Účinky nelinearity

Nelineárnost může mít několik efektů, které jsou v typických situacích nežádoucí. Termín by například, pokud je vstupní je sinusová vlna s frekvencí , mít za následek další sinusovou vlnou , jak je uvedeno níže. ${\ displaystyle a_ {3}}$${\ displaystyle \ omega}$${\ displaystyle 3 \ omega}$

${\ displaystyle v = (a_ {1} + {\ frac {3} {4}} a_ {3}) sin (\ omega t) - {\ frac {1} {4}} a_ {3} sin (3 \ omega t)}$

V určitých situacích může být tento rušivý signál odfiltrován, protože „ harmonická “ leží daleko mimo použitý frekvenční rozsah, ale například v kabelové televizi může zkreslení třetího řádu způsobit interferenci signálu 200 MHz s běžným kanálem při 600 MHz . ${\ displaystyle 3 \ omega}$

Nelineární zkreslení aplikované na superpozici dvou signálů na různých frekvencích způsobí, že obvod bude fungovat jako frekvenční směšovač a vytvoří intermodulační zkreslení .