應用于非線性系統(tǒng)的正弦輸入產(chǎn)生了包含不同頻率的輸出,結果可能是好的、壞的或丑陋的。
根據(jù)?字典定義 ,互調(diào)是"電流裝置中產(chǎn)生的頻率等于提供給該裝置的頻率的總和和差異。"在電氣工程學的文獻中,"變形"一詞后面常常是"變形"一詞。實際上,互調(diào)失真(IMD)是一個很糟糕的問題,需要消除。然而,導致IMD的過程通常在通信和測試應用程序中得到很好的利用。
什么是有用的例子?
頻率轉換-向上轉換或向下轉換。向上轉換將基帶或中頻信號轉換成用于傳輸?shù)纳漕l信號;它可用于任意波形發(fā)生器。向下轉換將接收的射頻信號轉換為基帶信號或中頻信號;它可用于高頻信號分析器。
頻率轉換使用多久了?
至少從電報時代開始。 圖1 展示了超外差調(diào)幅(AM)無線電的簡化圖。在這里,一個混頻器向下轉換射頻信號到一個固定的中間頻率(中頻),由一個可變的本地振蕩器(LO)耦合到一個射頻調(diào)諧器。該電路在1917年獲得專利,至今仍在使用。
圖1超外差電路,在1917年獲得專利,向下轉換一個射頻輸入到一個中頻信號。
那么糟糕的部分是什么呢--IMD比諧波失真更糟糕嗎?
在音頻領域,IMD通常被認為是更糟的。幾個世紀以來,作曲家一直在為他們的音樂創(chuàng)作諧波。如果你聽了一篇作文,你以前沒有聽過,也沒有樂譜的拷貝,你可能不知道你是在聽諧波失真,還是有意寫的諧波線。另一方面,聽眾認為IMD是丑陋的。(有例外。但一般來說,扭曲是扭曲,不管是諧波的還是IMD的,它應該被最小化。即使在音頻領域,作曲家也不希望你聽到他們不希望的諧波。
好了,回到頻率轉換:混音器是如何工作的?
混合器是一個非線性的組件,它將兩個正弦輸入乘起來,并產(chǎn)生一個包含輸入頻率和差的輸出。
等等,提醒我,為什么乘法是非線性的?
乘法并非固有的非線性。變量和常數(shù)的乘法是一個簡單的線性增益級.兩個變量的乘法是非線性的.
線性度的測試是一個系統(tǒng)是否堅持疊加原理,這反過來又要求系統(tǒng)表現(xiàn)出加性和均勻性。如果輸入的話 A 產(chǎn)出 X 以及輸入 b 產(chǎn)出 y ,然后同時申請 A + b 會產(chǎn)生 X + y .
數(shù)學上,同一性符合 f (c) X )=c f ( X ),C是常量。簡而言之,均勻性意味著如果你把輸入量翻一番,輸出量就會翻一番。
圖2 測試兩個均勻性系統(tǒng):一個加法器和一個乘數(shù),每個系統(tǒng)都以兩個變量作為輸入。如圖2a所示,將加法器的輸入增加一倍,使輸出增加一倍,從而獲得均勻性的檢查標記。對于乘數(shù)來說,投入加倍,產(chǎn)出加倍,所以乘數(shù)不能通過均勻性測試。圖2b以圖表形式顯示了結果。對于你以前的乘法,紅線是藍線乘以常數(shù)2,結果是線性的。
圖2兩個變量的加法是線性的,而它們的乘法是非線性的.
您能提供一個具體的混合器示例嗎?
圖3a 顯示一個混合器,乘以300MHZ和50MHZ信號。圖3b更仔細地查看了輸入(紅色和藍色跟蹤)和輸出(黑色跟蹤)。
圖3混合器(a)乘以兩個輸入來產(chǎn)生一個輸出(b)。
黑色痕跡的頻率含量不是很明顯,所以我們將借用上一系列的快速傅立葉變換(FFT)。?第4部分 包括整個系列的摘要)并仔細研究。 圖4 顯示混合器已取代了50兆赫和300兆赫的輸入信號,其信號代表這些信號的和(350兆赫)和差(250兆赫)。
圖4圖3的混頻器產(chǎn)生輸入頻率的總和和差.
等等,如果我們調(diào)整一個載波會怎么樣?你的例子表明載波頻率消失了,取而代之的是其他頻率。在現(xiàn)實世界里似乎不是這樣的。
它取決于調(diào)制類型。我們會仔細看看第二部分. 然后,我們將側重于IMD(包括它的子集被動IMD,或PIM失真),如何測量它,以及如何最小化它。
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