Kaj je nelinearnost?

Kaj je nihanje?

Definicija nihanja

Nihanje se nanaša na spremembe signala med prenoso, obdelavo ali shranjevanjem, ki so nezdružljive z izvirnim signalom.

Razvrstitev nihanja

Linearno nihanje

• Nihanje amplitude: Razmerje amplitud različnih frekvenčnih komponent v signalu se spremeni. Na primer, v avdio sistemih se amplituda visokofrekvenčnih komponent zmanjša, kar lahko povzroči, da zvok postane mat.

• Fazno nihanje: Fazna odnosnost različnih frekvenčnih komponent v signalu se spremeni. To lahko vpliva na lastnosti signala v časovnem domeni, kot je oblika impulznega odziva.

Nelinearno nihanje

•  Harmonsko nihanje: Ko signal prehaja skozi nelinearni sistem, generira harmonske komponente, ki so celoštevilski večkratniki frekvence vhodnega signala. Na primer, v pojačevalniku, če je vhodni signal sinusna valovanje, se lahko generirajo druge, tretje harmonske itd. Harmonsko nihanje lahko povzroči, da zvok postane ostran ali šumeljiv.

• Intermodulacijsko nihanje : Ko več signalov različnih frekvenc prehaja skozi nelinearni sistem hkrati, se generirajo nove frekvenčne komponente, in te nove frekvence so linearni kombinacije frekvenc vhodnega signala. Intermodulacijsko nihanje lahko povzroči motnje signala in povečanje bitnega napaka v komunikacijskih sistemih
  

Vzroki nihanja

• Nelinearnost komponent krmarice: tako kot tranzistorji, diodi in drugi komponenti, ki pri delovanju s velikimi signali, kažejo nelinearne značilnosti.

• Zasičenost pojačevalnika: Ko je vhodni signal prevelik, pojačevalnik vstopi v območje zasičenosti, kar povzroči nihanje izhodnega signala.

• Frekvenčni odziv filtra: Frekvenčne odzivne značilnosti filtra so neravnomerne, kar povzroči spremembe amplitud in faze signala.

• Nelinearni učinki v signalki poti: tako kot nelinearni učinki kabelov, slaba stikovanost konektorjev itd.

Vpliv

Učinki na avdio in video signale

V avdio sistemih lahko nihanje zniža kakovost zvoka, kar povzroči probleme, kot so šum, nihanje zvoka ali nestabilni spremembi glasnosti. V videosistemih lahko nihanje vodi do zamgljenih slik, nihanja barv, tremorja slike in drugih problemov.

Vpliv na komunikacijski sistem

V komunikacijskem sistemu bo nihanje znižalo kakovost signala, povečalo bitno napako in vplivalo na zanesljivost komunikacije. Zelo močno nihanje lahko tudi povzroči, da signal ni pravilno sprejet in dekodiran.

Vpliv na merilne in nadzorne sisteme

V merilnih in nadzornih sistemih lahko nihanje vpliva na točnost merilnih rezultatov in stabilnost nadzornih sistemov. Na primer, nihanje izhodnega signala senzorja lahko vodi do povečanih merilnih napak, nihanje povratnega signala nadzornega sistema pa lahko naredi sistem nestabilnim ali ga spodkopava.

Načini zmanjševanja nihanja

• Izbira pravilnih komponent

• Optimizacija oblikovanja krmaric

• Negativna povratna zanka

• Filtrace

• Digitalna obdelava signala

Povzetek

Nihanje je pogosto pojav pri obdelavi in prenosi signala. Zelo pomembno je razumeti razvrstitev, vzroke in učinke nihanja ter uporabiti učinkovite metode za zmanjševanje nihanja, s tem pa izboljšati kakovost signala in zmogljivost sistema.