关于线性器件-系统和非线性器件-系统的区别

2-2非线性电路分析基础

f表示函数关系。
若满足avo1(t)= f[vi1(t)+vi2(t)]，则称为具有叠加性。若满足avo1(t)= f[avi1(t)]，avo2(t)= f [avi2(t)]，
则称为具有均匀性，这里a是常数。若同时具有叠加性和均
匀性，即a1*f[vi1(t)]+a2*f[vi2(t)]= f[a1*vi1(t)+a2*vi2(t)]，则称函数关系f所描述的系统为线
比较式(2-2-4)与式(2-2-6)，显然是很不相同的。 (2-2-4)
这个简单的例子说明，非线性电路不能应用叠加原理。这是一个很重要的概念。
§2.2.2 非线性电路的分析方法
与线性电路相比，非线性电路的分析与计算要复杂得多。在线性电路中，由于信号幅度小，各元器件的参数均为常量，所以可用等效电路法借助于公式较精确地将电路指标算出来。而在非线性电路中，信号的幅度较大，元器件呈非线性状态，在整个信号的动态范围内，这些元器件的参数不再是常数而是变量了，因此就无法再用简单的公式来做计算.

2 )t

KV1mV2m
cos(1

2
)t

K 2
V12m
c os 21t

K 2
V22m
c os 2 2 t
(2-2-5)
上式说明，电流中不仅出现了输入电压频率的二次谐波21和22，而且还出现了由1和2组成的和频 (1+ 2)与差频(1 – 2)以及直流成 K (V12m V22m )。
时变参量元件与线性和非线性元件有所不同，它的参数不是恒定的而是按照一定规律随时间变化的，但是这样变化与通过元件的电流或元件上的电压没有关系。可以认为时变参量元件是参数按照某一方式随时间变化的线性元件。例如，混频时，可以把晶体管看成一个变跨导的线性参变元件。

线性与非线性控制系统的性能比较与分析

线性与非线性控制系统的性能比较与分析引言：控制系统是指通过一系列的输入和输出信号间的相互关系来实现对被控对象的控制。

其中，线性控制系统和非线性控制系统是两种常见的控制系统类型。

本文将对线性控制系统和非线性控制系统的性能进行比较与分析，以帮助读者更好地了解两者的优劣之处。

一、线性控制系统的性能：1. 频率响应特性：线性控制系统的频率响应特性较为简单，可以使用传统的频率域分析方法进行系统的设计和分析。

例如，可以使用Bode图和Nyquist图等工具评估系统的幅频和相频特性，进一步优化系统的性能。

2. 稳定性分析：线性控制系统的稳定性分析相对较为简单，可以通过分析系统传递函数的根位置来判断系统的稳定性。

常见的稳定性准则包括Routh-Hurwitz准则和Nyquist稳定性判据等。

这使得线性控制系统的设计与分析更加便捷。

3. 控制性能指标：线性控制系统可以使用传统的性能指标来评估其控制性能。

常用的性能指标有超调量、调节时间和稳态误差等。

这些指标可以帮助工程师在系统设计过程中更好地优化系统的性能。

二、非线性控制系统的性能：1. 非线性特性：与线性控制系统相比，非线性控制系统具有更为复杂的特性。

由于非线性元件的存在，系统的频率响应不再是简单的幅频和相频特性。

因此，频域分析方法在非线性系统的设计和分析中会遇到困难。

2. 稳定性分析：非线性控制系统的稳定性分析比线性控制系统更为复杂，常常需要使用数值方法进行分析。

例如，可以使用Lyapunov稳定性准则来评估非线性系统的稳定性。

此外，也需要考虑系统的局部和全局稳定性。

3. 控制性能指标：非线性控制系统的性能评估相对复杂。

由于系统的非线性特性，传统的性能指标可能不再适用。

因此，需要根据实际情况选择相应的性能指标来评估非线性控制系统的性能。

三、线性与非线性控制系统性能比较与分析：1. 频率响应：线性控制系统的频率响应特性较为直观，可以使用传统的频域分析方法进行判断和优化。

非线性器件特性

4.1.1 非线性器件特性非线性系统必定含有一个或多个非线性器件。

功率放大器，振荡器和各种调制解调器都是非线性器件。

非线性器件有三个特点：工作特性的非线性、具有频率变换能力、不满足叠加原理。

线性器件的主要特点是，器件参数与通过器件的电流或施于其上的电压有关。

例如，通过二极管的电流大小不同，二极管的内阻值便不同。

晶体管的放大系数与工作点有关；带磁心的电感线圈的电感量随着通过线圈的电流而变化。

非线性器件的输出信号比输入信号具有更为丰富的频率成分，许多重要的无线电技术正是利用非线性器件的这种频率变换作用才得以实现的。

当信号通过非线性器件时，输出中除了包含基波分量外，还会出现众多的心的频率分量。

例如，输入为单频信号，则产生高次频波。

在窄带接收机中，谐波并不是严重的问题。

因为谐波远离信号频率，它们会被滤波器滤除；但在发射机中，谐波并不是严重的问题。

因为谐波远离信号频率。

例如，输入激励信号为双频信号，则输出不仅有高次谐波，还有两个输入频率的和频、差频分量，即非线性产生的新频率来源于两个频率的线性组合，通常把这些混频后的频率称为交调（IM ）分量。

4.1.3 无记忆基带非线性器件模型设无记忆基带非线性器件的输入为基带实信号x （t ），输出也为实信号y(t),则无记忆基带非线性器件可以建模为： y(t)=F[x(t)]最常用的基带非线性模型是幂级数模型和限幅器模型。

幂级数模型定义如下：y(t)=∑=Nk 0a k x k(t) 通用的基带限幅器模型具有如下形式： y(t)=)])(/(1[)](sgn[t x m t x M +式中，M 是输出的限幅值，m 是输入的限幅值，s 是“成形”参数。

m=0对应的是一个硬限幅器。

x(t)表示基带信号，即其功率（能量）谱分布在零频周围，输出y(t)也是基带信号。

上式模型的仿真比较简单。

下面MATLAB 程序limiter.m 给出了仿真过程。

图所示为限幅器的输入-输出曲线。

线性系统和非线性系统

线性系统和⾮线性系统⼀、线性和⾮线性的区别？线形指量与量之间按⽐例、成直线的关系，在空间和时间上代表规则和光滑的运动；飞线性则指不按⽐例、不成直线的关系代表不规则的运动和突变。

⼆、如何判断⼀个系统是线形还是⾮线性系统？如果从系统状态空间表达式来观察，线性系统和⾮线性系统最明显的区别⽅式就是线性系统符合叠加原理，⽽⾮线性系统不然。

换句话说线性系统只有状态变量的⼀次项。

⾼次、三⾓函数以及常数项都没有，只要有任意⼀个⾮线性环节就是⾮线性系统。

三、⾮线性系统有⼀种⽅式是局部转化成线性系统才能控制？⾮线性系统不是不能控制⽽是不能掌控设想⼀下汽车的油门是⾮线性控制，如果踩⼀⼩点速度猛然上升，这种现象在现实中不希望看到，现实中需要缓慢的线性变化，⽽不是突变的⾮线性变化。

线形系统具有规律可循，只要找到系统的⼀部分就可以推算出其他部分，⾮线性系统⽆规律可循，于是将⾮线性系统近似为线性系统也是飞线性系统的⼀种计算⽅式。

四、⾮线性系统和线性系统相⽐具有什么特点？（1）线性系统的稳定性和输出特性，只取决于本⾝的结构和参数。

⽽⾮线性系统的稳定性和输出动态过程。

不仅与本⾝的结构和参数有关，⽽且还与系统的初始条件和输⼊信号⼤⼩有关。

（2）⾮线性系统的平衡运动状态，除平衡点外还可能有周期解。

周期解有稳定和不稳定两类，前者观察不到，后者是实际可观察到的。

因此在某些⾮线性系统中，即使没有外部输⼊作⽤也会产⽣有⼀定振幅和频率的振荡，称为⾃激振荡，相应的相轨线为极限环。

改变系统的参数可以改变⾃激振荡的振幅和频率。

这种特性可⽤于实际⼯程问题，以达到某种技术⽬的。

例如根据温度来影响⾃激振荡，可以构成双位式温度调节器。

（3）线性系统的输⼊为正弦函数时，其输出的稳态过程也是同频率的正弦函数，两者仅在相位和幅值上不同。

但⾮线性系统的输⼊为正弦函数时，其输出则包含有⾼次谐波的⾮正弦周期函数，即输出会产⽣倍频、分频、频率。

什么叫非线性元件线性元件和非线性元件有什么区别

什么叫非线性元件线性元件和非线性元件有什么区别
欧姆定律是个实验定律，实验中用的都是金属导体。

这个结论对其它导体是否适用，仍然需要实验的检验。

实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并不适用。

也就是说，在这些情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫做非线性元件。

下面小编给大家介绍一下“什么叫非线性元件线性元件和非线性元件有什么区别”
1.什么叫非线性元件
定义对欧姆定律不适用的导体和器件，即电流和电压不成正比的电学元件叫做非线性元件。

非线性元件是一种通过它的电流与加在它两端电压不成正比的电工材料，即它的阻值随外界情况的变化而改变。

2.线性元件和非线性元件有什么区别
线性元件：在金属导体中电流跟电压成正比，伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。

非线性元件：对欧姆定律不适用的导体和器件，即电流和电压不成正比的电学元件叫做非线性元件。

非线性元件是一种通过它的电流与加在它两端电压不成正比的电工材料，即它的阻值随外界情况的变化而改变。

求解含有非线性元件的电路问题通常要借助U-I图像：在定性分析中，重点是掌握理论上的分析方法；而在定量计算中，一般求出的都只能是近似结果。

关于线性、非线性元件与纯电阻、非纯电阻元件的讨论

关于线性、非线性元件与纯电阻、非纯电阻元件的讨论线性、非线性与纯电阻、非纯电阻元件的概念是分别从两个不同的角度对电学器件所进行的分类，它们之间无直接的联系。

在欧姆定律一章的教学过程中常常会遇到有些资料或者一线教学的教师，对线性、非线性元件及纯电阻、非纯电阻元件和欧姆定律的适用关系出现一些概念上的混乱。

所以在此我们就这个问题做一些专门的讨论。

人们对通过导体的电流与电压关系的实验研究中，发现温度变化不大时，常见的金属导体中所通过的电流与其两端所加的电压是成正比的，即电压与电流的比值是确定的；而对不同的金属导体这个比值是不同的。

看来电压与电流的比值可以反映导体本身的一种性质，于是物理学中将其比值定义为导体的电阻。

但是在后来的研究中发现也有一些导体所通过的电流与加在其两端的电压并不成正比，于是人们把电压与电流成正比的导体材料叫做线性元件（伏安特性曲线是直线），而把不成正比的导体材料叫做非线性元件。

实验表明常见的线性元件除金属外还有电解质溶液。

而常见的气态导体、半导体材料都是非线性元件。

我们知道物理学中的欧姆定律是实验定律，其内容表述是：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，而跟导体的电阻成反比。

这是由于欧姆当初实验是用常见的金属导体来做实验所得出的该结论。

由此看来欧姆定律是只对线性元件而言的，或者说欧姆定律的适用范围只是线性元件。

需要注意的是I=U/R这个公式对非线性元件仍然是成立的，对非线性元件I=U/R是在某一个工作状态下所对应的数学关系。

人们对用电器工作中能量转化问题的研究中，注意到有一类用电器所消耗的电能是全部转化为内能的，即电流做功用来全部产生焦耳热。

所以电流所做的功W=UIt和焦耳实验定律中得到的电热Q=IR2t二者是相等的，即UIt=IR2t。

化简得到U/I=R，可以理解为这种用电器对电流的阻碍作用全部来自于电阻，所以这种用电器被称之为纯电阻元件。

相反，有些用电器所消耗的电能并没有全部转化为内能，即电流所做的功是大于所产生的焦耳热的，由UIt>IR2t可化简得到U/I>R，可以理解为这种用电器对电流的阻碍作用不纯粹来自于电阻而是还有其它的阻碍作用(将来可由反电动势、感抗、容抗等概念予以解释），所以这种用电器被称之为非纯电阻元件。

线性元件和非线性元件

线性元件和‎非线性元件‎山东省邹平‎县第一中学‎李进在金属导体‎中，电流跟电压‎成正比，伏安特性曲‎线是通过坐‎标原点的直‎线，具有这种伏‎安特性的电‎学元件叫做‎线性元件。

对欧姆定律‎不适用的导‎体和器件，电流和电压‎不成正比的‎电学元件叫‎做非线性元‎件。

非线性元件‎是一种通过‎它的电流与‎加在它两端‎电压不成正‎比的电工材‎料，即它的阻值‎随外界情况‎的变化而改‎变．1．只有在其它‎外界参量（如温度）一定的情况‎下，线性元件的‎伏安特性曲‎线才是通过‎坐标原点的‎直线。

实际情况下‎由于温度的‎变化，线性元件的‎伏安曲线仍‎为过原点的‎曲线。

学生实验中‎描绘的小灯‎泡的伏安曲‎线就是这样‎的。

2．线性与非线‎性的实质：R =是电阻的定‎义式，是普适的，非线性并不‎是这个关系‎不成立了，而是在温度‎等外界参数‎不变的情况‎下，电流不随电‎压同比变化‎。

3．非线性的原‎因：设载流子在‎与正离子（或空穴）的两次碰撞‎之间是由静‎止做匀加速‎直线运动的‎，载流子定向‎移动的速率‎为v==l为电阻的‎长度λ为载流子‎的平均自由‎程，v热为载流‎子热运动平‎均速率对于线性元‎件，在温度一定‎的情况下，载流子体密‎度n，载流子热运‎动平均速率‎v热，载流子的平‎均自由程λ‎均为定值，ρ、R为定值，因此I与U‎的正比关系‎成立。

对于非线性‎元件，影响载流子‎体密度n的‎因素不仅仅‎是温度，外加电场的‎强度也会影‎响载流子的‎数量（如气体导电‎过程，随着电压的‎增大，越来越多的‎空气分子被‎电场力“撕裂”成离子，成为载流子‎），因此即便在‎温度一定的‎情况下，I与U的正‎比关系也是‎不成立的。

公式也可以‎用来解释半‎导体与金属‎导体的导电‎特性的差异‎。

对金属导体‎，温度升高后‎，λ减小（正离子运动‎加剧）、v热增大，n几乎不变‎（由于金属正‎离子结构稳‎定，自由电子浓‎度受电场影‎响极小），电阻率升高‎，电阻增大。

非线性动力学

即non-linear 是指输出输入既不是正比例也不是反比例的情形。

如宇宙形成初的混沌状态。

自变量与变量之间不成线性关系，成曲线或抛物线关系或不能定量,这种关系叫非线性关系。

“线性”与“非线性”，常用于区别函数y = f (x)对自变量x的依赖关系。

线性函数即一次函数，其图像为一条直线。

其它函数则为非线性函数，其图像不是直线。

线性，指量与量之间按比例、成直线的关系，在空间和时间上代表规则和光滑的运动；而非线性则指不按比例、不成直线的关系，代表不规则的运动和突变。

如问：两个眼睛的视敏度是一个眼睛的几倍？很容易想到的是两倍，可实际是 6－10倍！这就是非线性：1＋1不等于2。

非线性关系虽然千变万化，但还是具有某些不同于线性关系的共性。

线性关系是互不相干的独立关系，而非线性则是相互作用，而正是这种相互作用，使得整体不再是简单地等于部分之和，而可能出现不同于"线性叠加"的增益或亏损。

激光的生成就是非线性的！当外加电压较小时，激光器犹如普通电灯，光向四面八方散射；而当外加电压达到某一定值时，会突然出现一种全新现象：受激原子好像听到“向右看齐”的命令，发射出相位和方向都一致的单色光，就是激光。

迄今为止，对非线性的概念、非线性的性质，并没有清晰的、完整的认识，对其哲学意义也没有充分地开掘。

线性：从相互关联的两个角度来界定，其一：叠加原理成立；其二：物理变量间的函数关系是直线，变量间的变化率是恒量。

在明确了线性的含义后，相应地非线性概念就易于界定：其—，“定义非线性算符N(φ)为对一些a、b或φ、ψ不满足L（aφ+bψ）=aL(φ)+bL(ψ)的算符”，即叠加原理不成立，这意味着φ与ψ间存在着耦合，对（aφ+bψ）的*作，等于分别对φ和ψ*作外，再加上对φ与ψ的交叉项(耦合项)的*作，或者φ、ψ是不连续(有突变或断裂)、不可微(有折点)的。

其二，作为等价的另—种表述，我们可以从另一个角度来理解非线性：在用于描述—个系统的一套确定的物理变量中，一个系统的—个变量最初的变化所造成的此变量或其它变量的相应变化是不成比例的，换言之，变量间的变化率不是恒量，函数的斜率在其定义域中有不存在或不相等的地方，概括地说，就是物理变量间的一级增量关系在变量的定义域内是不对称的。

线性系统与非线性系统

线性系统与非线性系统线性系统和非线性系统是控制理论中重要的概念，它们对于描述和分析物理系统的行为具有重要意义。

本文将探讨线性系统和非线性系统的定义、特点以及在实际应用中的区别和应用。

一、线性系统线性系统是指具有线性特性的系统，其中输入和输出之间存在线性关系。

线性系统的特点是具有叠加原理和尺度不变性。

叠加原理指的是当输入信号为x1(t)和x2(t)时，对应的输出分别为y1(t)和y2(t)，则输入为x1(t)+x2(t)时，对应的输出为y1(t)+y2(t)。

即系统对输入信号的响应是可加性的。

尺度不变性指的是当输入信号为kx(t)时，对应的输出为ky(t)，其中k为常数。

即系统对于输入信号的放大或缩小，输出信号也相应地放大或缩小，但形状保持不变。

线性系统的数学模型可以用线性常微分方程表示，常见的线性系统包括线性电路、线性网络等。

线性系统的分析和控制较为简单，可以使用线性代数和转移函数的方法进行建模和求解。

二、非线性系统非线性系统是指输入和输出之间不存在线性关系的系统，其特点是叠加原理和尺度不变性不成立。

非线性系统具有复杂的动态特性，可能存在混沌现象、周期解、稳定解等。

非线性系统的行为难以预测和描述，经常需要借助数值方法和仿真模拟进行研究。

非线性系统广泛应用于生物、经济、环境等领域，例如生物系统的行为建模、经济市场的预测分析、气候模拟等。

非线性系统的研究和控制涉及到多个交叉学科，是当前的热点和挑战之一。

三、线性系统与非线性系统的区别1. 输入输出关系：线性系统的输入和输出之间存在线性关系，而非线性系统的输入和输出之间不存在线性关系。

2. 叠加原理：线性系统满足叠加原理，输入信号的响应是可加性的；而非线性系统不满足叠加原理，输入信号的响应不可加性。

3. 尺度不变性：线性系统满足尺度不变性，输入信号的放大或缩小会相应地改变输出信号的幅度，但形状保持不变；而非线性系统不满足尺度不变性，输入信号的放大或缩小可能改变输出信号的形状。

高频部分复习与讨论题参考答案

第一章1.1.1何谓通信系统？通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？用电信号（或光信号）传输信息的系统，称为通信系统。

通信系统的基本组成：信源、输入变压器、输出变压器、发送设备、接受设备和信道等组成。

信源就是信息的来源。

输入变压器的作用是将信源输入的信息变换成电信号。

发送设备用来将基带信号进行某种处理并以足够的功率送入信道，以实现信号有效的传输。

信道是信号传输的通道，又称传输媒介。

接收设备将由信道传送过来的已调信号取出并进行处理，还原成与发送端相对应的基带信号。

输出变压器将接收设备送来的基带信号复原成原来形式的信息。

1.1.2无线电调幅广播发送和接收设备由哪些主要部分组成？各组成部分的作用是什么？调幅发射机方框图如图所示。

主振产生高频载波信号；缓冲器能隔离振荡器与高频放大器，提高振荡器的带载能力和频率稳定性；高频电压放大器把载波的振幅放大到调制器需要的程度；振幅调制器完成调制，得到调幅波；高频功率放大器实现调幅信号的功率放大，天线把调幅信号有效地辐射到空间；话筒把语音信号变换为电信号；音频低频电压放大器对微弱的音频信号进行放大。

超外差式接收机方框图如图所示。

从天线收到的微弱高频信号经高频小信号放大器放大，然后送至混频器与本地振荡器所产生的等幅振荡电压相混合，得到中频电压。

中频电压经中频放大器放大后送入检波器，解调出低频信号。

最后再经低频放大器放大后送扬声器，转变为声音信号。

1.1.3通信系统中为什么采用调制技术？调制就是用待传输的基带信号去改变高频载波信号某一参数的过程。

采用调制技术可使低频基带信号装载到高频载波信号上，从而缩短天线尺寸，易于天线辐射，实现远距离传输；其次采用调制可以进行分时通信，实现信道的复用，提高信道利用率。

1.1.4说明数字通信系统组成的特点简单来讲，数字通信系统是指利用数字信号传递消息的通信系统。

组成：信源－调制器－编码器－加密器－信道－解密器－解码器－解调器－信宿数字通信的主要特点 1 抗干扰能力强，尤其是数字信号通过中继再生后可消除噪声积累; 2 数字信号通过差错控制编码，可提高通信的可靠性; 3 由于数字通信传输一般采用二进制码，所以可使用计算机对数字信号进行处理，实现复杂的远距离大规模自动控制系统和自动数据处理系统，实现以计算机为中心的通信网。

无源器件培训资料

追求完美追求和谐
二、无源器件－３dB电桥
电桥的主要工程应用
主要应用于同频段内不同载波间的合路应用。
由于电路和加工装配上的离散性，电桥耦合器输入端口的隔离度比较低，不建议应用在不同频段间的合路应用。综上，在异频合路应用时，除了同频段内相邻载频（如ＧＳＭ下行频段内的相邻载频）等只能采用３dB电桥而不适用双工／多工合路
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二、无源器件－耦合器
电气指标参数说明
驻波比：指沿着信号传输方向的电压最大值和相邻电压最小值之间的比率。
注:驻波比和回波损耗是描述器件同一电气指标的两种不同的表达方式。
功率容量（承载功率）：在耦合器上标注的功率同样是指输入端口的最大
输入功率，输出口和耦合端口不能用标注的最大功率输入。输出口和耦合
800MHz~2500MH腔体定向耦合器
800MHz~2500MH同轴腔体耦合器
追求完美追求和谐
二、无源器件－耦合器
耦合器的典型指标
宽频腔体定向耦合器RC-5NK-xxF3
名称型号频率范围耦合度
宽频腔体定向耦合器 RC-5NK-xxF3 800-2500MHz 6dB：6± 0.6dB； 10dB：10 ± 0.8dB 15dB：15 ± 1.0dB； 20dB：20 ± 1.0dB 30dB：30 ± 1.0dB 6dB ：< 1.6dB； 10dB ：< 0.6dB 15dB ：< 0.3dB； 20dB ：< 0.2dB 30dB ：< 0.15dB ≤1.25∶ 1 200W ≥25dB N-K 120×40×17mm 0.20 kg -35℃ ~ +75℃ ≤95%
FC-8C190117SB301

线性与非线性元件的伏安特性

线性与非线性元件的伏安特性一、实验目的1、掌握线性与非线性元件伏安特性的测试方法。

2、加深对线性与非线性元件的理解。

3、掌握常用电工仪表和设备的使用方法。

二、实验原理电路元件的特性一般可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I之间的函数关系I ＝f(U)来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。

电阻元件是电路中最常见的元件，有线性电阻和非线性电阻之分。

实际电路中很少是仅由电源和线性电阻构成的“电平移动”电路，而非线性器件却常常有着广泛的使用，例如非线性元件二极管具有单向导电性，可以把交流信号变换成直流量，在电路中起着整流作用。

万用表的欧姆档只能在某一特定的U和I下测出对应的电阻值，因而不能测出非线性电阻的伏安特性。

一般是用含源电路“在线”状态下测量元件的端电压和对应的电流值，进而由公式R＝U/I求测电阻值。

1．线性电阻元件的电阻值，在其额定电流以内电流作用下，其阻值基本上保持不变（温度影响可忽略）且符合欧姆定律：U=IR 其伏安特性为一过原点的直线。

如图2-1-1（a）。

2．非线性电阻的阻值在其额定电流以内电流作用下，会随着通过的电流变化而变化。

钨丝灯泡在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度（即电流）的改变而改变，并且具有一定的惯性，因此其伏安特性为一条曲线，如图2-1-1（b）。

可以看出，电流越大温度越高，对应的电阻也越大。

3．一般半导体二极管的伏安特性如图2-1-1(c)，正向压降很小（锗管约为0.2-0.3V，硅管约为0.5-0.7V），正向电流随正向压降的升高而急速上升，反向压降则从0一直增加到十几---几十伏时，反向电流增加很小。

所以，二极管具有单向导电性。

4．稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特殊，如图2-1-1(d)所示。

给稳压二极管加反向电压时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时，电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加反向电压的升高而增大，这便是稳压二极管的反向稳压特性。

1.6 非线性器件特性

里叶（Fourier）级数
i(t) I0 I1 cost I2 cos 2t L
定义
Gm,n
In Ui
(n 1, 2,3,L )
In cos nt L
（1.6.3）
（1.6.4）
Gm,n称为n次谐波等效电导，它反映了非线性电阻把输入的基波电压转换成n次谐波电流的能力。其中，Gm,1 称做基波等效电导（跨导）。Gm,n不仅与器件特性、
exp
uBE2 Ur
（1.6.15）
图1.6.4 差分放大器模型
因此
iE1 iE2
exp
uBE1 uBE2 Ur
exp
u1 u2 Ur
ez
（1.6.16）
式中，z为归一化差动电压，
z (u1 u2 ) /Ur
。
iE1 iE2 IK
由以上各式解得
（1.6.17）
与响应电流不在同一端口上，g又称小信号跨导，记为
gm。
g i
u u UQ
（1.6.2）
g的大小取决于器件特性本身和工作点的选取。
g可以是正值（g tan2 < 0）。
tanl
>
0），也可以是负值（g
在一定条件下呈现负电导的非线性电阻称为负阻器件。负阻器件能够把直流电源的直流能量的一部分转换成交流能量，提供给外部电路。
工程上经常采用近似分析法，粗略描述非线性电子线路的特点和作用，为电路设计和调整提供理论指导。
1.6.1 非线性电阻特性
忽略电抗效应的半导体二极管、晶体管、场效应管等
器件是非线性电阻器件，其特性可以用电流i和电压u 的关系曲线表示。一个非线性电阻可以用电阻R或电导 G来表述。
1．静态电导G

非线性微波电路

纯电容的响应与频率有关 ——储能元件 ——选频特性
非线性元件产生新的频率的机理
激励：
非线性元件中的中电流为：如果电压源与非线性元件间有一个电阻，则流经该电阻的电流就会产生更多频率的电压分量，这些新的电压分量又产生新的电流分量，这样，频率的数目会更多。
非线性元件产生的所有频率应为激励频率的线性组合
反向串联联接：是反向并联联接的对偶情况
同样偶阶和奇阶分量被分离，奇阶电流分量在环路内环流，而偶阶电流分量在外电路在环流效果：等效于只有偶次非线性的单个元件的工作情况结论：可抑制奇次谐波分量用途：偶次倍频器应用，具有低的奇次谐波输出，提高谐波抑制度
利用非线性器件完成的
几种重要微波部件
混频器上变频器倍频器振荡器放大器
平衡和多器件电路是改善非线性现象的重要措施
由两个或多个固态器件构成的平衡电路有许多优点，如： • 提高动态范围和输出功率 • 改善电路隔离度 • 抑制偶次或奇次谐波 • 改善带宽及输入、输出驻波比等
多器件电路形式：借助电桥分配网络连接射的 TE10波从端口2、3
大信号非线性放大区
IM3定义
一般称2f1－f2及2f2－f1两个频率分量的幅度为三阶交调幅度，它们的幅度与基波幅度之比值衡量放大器非线性失真的程度
IM3越小，非线性失真越小。常常用来衡量线性功放的线性度
各指标之间的数学关系
对于放大器、混频器等器件，OIP3一般比P1dB大10～15dB
非线性效应将导致无用的“寄生”频率产生
非线性放大器对双输入信号的频域响应
由于非线效应影响，当输入信号频率为f1，f2的双音信号时，则输出产生交调失真fim＝mf1±nf2，其中，2f1－f2、 2f2－f1为三阶交调产物（IM3），与f1、f2相隔最近，对信道的影响最严重。

非线性器件二极管三极管的识别与检测讲解课件

总结词
了解二极管的基本工作原理是掌握其识别和检测方法的基础。
详细描述
二极管是一种电子器件，它只允许电流在一个方向上流动。其核心结构是PN结，由P型半导体和N型半导体结合而成。当电压施加在二极管上时，电流只能从阳极流向阴极。
二极管的类型与特性
总结词
了解不同类型的二极管及其特性是正确选择和应用的关键。
用。
注意非线性器件的工作环境，如温度、湿度等，确保其正常工作
条件。
在使用过程中，定期检查非线性器件的性能参数和外观，及时发
现并处理异常情况。
非线性器件的维护与保养
01
定期清洁非线性器件的表面，保持其清洁度。
02
03
检查非线性器件的连接线路和焊点，确保其接触良好。
对于需要润滑的非线性器件，定期添加润滑剂，保持其良好的机械性能。
集成电路时代
20世纪70年代，集成电路的发明使得电子设备更加微型化，智能化。
非线性器件的未来发展趋势
纳米技术
随着纳米技术的发展，非线性器件将进一步微型化，性能更高，
功能更强大。
柔性电子
柔性电子技术的兴起，使得非线性器件可以应用于可穿戴设备、
智能家居等领域。
人工智能
人工智能的发展将推动非线性器件在机器学习、神经网络等领域
非性器件二极管三极管的解件
• 非性器件的基本概念 • 二极管的 • 三极管的 • 非性器件的用与注 • 非性器件的展与展望
01
非性器件的基本概念
非线性器件的定义
非线性器件
指在输入信号作用下，其输出信号与输入信号之间的关系不是线性的电子器件。
线性与非线性区别
数学表示
如果器件的输出 y 与输入 x 之间的关系可以表示为 y=mx+b，其中 m 和 b 是常数，则该器件是线性的；如果 m 不等于 1，则该器件是非线性的。

怎样区分线性和非线性

怎样区分线性和非线性1、线性linear，指量与量之间按比例、成直线的关系，在数学上可以理解为一阶导数为常数的函数；非线性non-linear则指不按比例、不成直线的关系，一阶导数不为常数。

2、线性的可以认为是1次曲线，比如y=ax+b ，即成一条直线非线性的可以认为是2次以上的曲线，比如y=ax^2+bx+c，（x^2是x的2次方），即不为直线的即可。

3、两个变量之间的关系是一次函数关系的——图象是直线，这样的两个变量之间的关系就是“线性关系”；如果不是一次函数关系的——图象不是直线，就是“非线性关系。

4、“线性”与“非线性”，常用于区别函数y = f （x）对自变量x的依赖关系。

线性函数即一次函数，其图像为一条直线。

其它函数则为非线性函数，其图像不是直线。

线性，指量与量之间按比例、成直线的关系，在空间和时间上代表规则和光滑的运动；而非线性则指不按比例、不成直线的关系，代表不规则的运动和突变。

比如，普通的电阻是线性元件，电阻R两端的电压U，与流过的电流I，呈线性关系，即R=U/I，R是一个定数。

二极管的正向特性，就是一个典型的非线性关系，二极管两端的电压u，与流过的电流i不是一个固定的比值，即二极管的正向电阻值，是随不同的工作点（u、i）而不同的。

5、在数学上，线性关系是指自变量x与因变量yo之间可以表示成y=ax+b ，（a，b为常数），即说x与y之间成线性关系。

不能表示成y=ax+b ，（a，b为常数），即非线性关系，非线性关系可以是二次，三次等函数关系，也可能是没有关系。

线性模型和非线性模型的区别误区1、线性和非线性的区别是是否可以用直线将样本划分开（这个观点是对的）2、和同学讨论到logistics模型是线性还是非线性的，很难理解！（logistics模型是广义线性模型）3、区分一下回归和分类问题，线性模型是可以用来曲线拟合（回归）的，但是线性模型模型的分类一定是一条直线的，例如logistics 模型。

线性系统和非线性系统特点和区别（New）（1）

线性系统和非线性系统特点和区别（New）（1）线性系统：状态变量和输出变量对于所有可能的输入变量和初始状态都满足叠加原理的系统。

一个由线性元部件所组成的系统必是线性系统。

但是，相反的命题在某些情况下可能不成立。

线性系统的状态变量(或输出变量)与输入变量间的因果关系可用一组线性微分方程或差分方程来描述，这种方程称为系统的数学模型。

非线性系统：一个系统，如果其输出不与其输入成正比，则它是非线性的。

从数学上看，非线性系统的特征是叠加原理不再成立。

叠加原理是指描述系统的方程的两个解之和仍为其解。

叠加原理可以通过两种方式失效。

其一，方程本身是非线性的。

其二，方程本身虽然是线性的，但边界是未知的或运动的。

什么是非线性系统？它有什么特点？答在构成自动控制系统的诸多环节中，根据它们的静态特性不同，可以分为线性环节与非线性环节两大类。

当环节的输入输出静态特性呈现线性关系时，称为线性环节；当环节的输入输出静态特性呈现非线性关系时，称为非线性环节。

在构成自动控制系统的环节中，有一个或一个以上的环节具有非线性特性时，这样的系统便是非线性控制系统。

在实际的控制系统中，由于构成控制系统的一些环节都或多或少地存在非线性特性，所以严格地说，任何实际的控制系统都是非线性的控制系统，只不过为了研究方便，经常将系统近似地看成或处理为线性系统，然后用线性控制理论来对系统进行分析与研究。

非线性系统的主要特点有：非线性环节或系统的静态广大系数是变化的，而且一般来说，是输入作用幅值的函数；非线性系统的工作状况以及稳定性，不仅取决于系统的参数，而且与输入量和初始条件有关；非线性系统的输入信息处理不是周期函数时，其输出却可能是周期函数，这时输出的等幅振荡一般称为非线性系统的自持振荡或极限环振荡；线性系统中经常应用的线性叠加原理，在非线性系统中不适用。

区别：线性系统对初值不敏感，而非线性系统对初值较敏感。

线性系统的状态可以通过线性方程解出，比较容易；而非线性系统就较难。