Nichtlineares Gerät mit zwei Frequenzen

Ich habe diese Frage in einem Vorstellungsgespräch bekommen und weiß die Antwort immer noch nicht.

Welche Ausgabe wird ein nichtlineares Gerät haben, wenn wir zwei zufällige Frequenzen geben F 1 Und F 2 ?

Ich antwortete, dass es zwei Träger haben wird, aber ich bin mir bei meiner Antwort wirklich nicht sicher.

Ich verstehe die Frage gar nicht . Was wird hier eigentlich gefragt? "Welchen Ausgang soll ein nichtlineares Gerät haben.."? Soll es eher sein What will the output be of a non-linear device if we give two random frequencies as input??

Antworten (4)

Die richtige Antwort ist, dass Sie es ohne weitere Informationen zu diesem nichtlinearen Gerät nicht wissen. Nichtlinear schließt nur linear aus, kann aber ansonsten alles andere bedeuten, einschließlich der Ausgabe eines festen Signals unabhängig von den Eingängen.

Um zu zeigen, dass Sie das Konzept verstanden haben, sollten Sie erklären, dass ein lineares Gerät höchstens nur die hineingesteckten Frequenzen erzeugen kann. Es kann die Amplitude und den Phasenwinkel der Eingangsfrequenzen ändern, aber keine neuen erzeugen. Es könnte beispielsweise eine oder beide Frequenzen weit über das Grundrauschen hinaus dämpfen, sodass die Antwort selbst für ein lineares Gerät keine, eine oder beide Eingangsfrequenzen lautet.

Was sie mit dieser Frage wahrscheinlich wollten, ist, dass Sie sagen, dass das nichtlineare Gerät zusätzliche Frequenzen über die von Ihnen eingegebenen hinaus erzeugen kann. Wenn das nichtlineare Gerät zufällig einen Produktbegriff enthält, wie Leon anscheinend annimmt, dann Sie erhält die Summe und Differenz der beiden in der Ausgabe enthaltenen Frequenzen.

+1 Dies ist zwar eine technisch genaue Antwort, aber etwas pedantisch. Das OP hat den Kontext der Frage außer "in einem Interview" nicht angegeben, daher verstehe ich, warum Sie so geantwortet haben. Ich weiß, wenn unser Unternehmen diese Frage in einem Interview gestellt hätte, würden wir eine Antwort wie Ihren letzten Satz bevorzugen.
@TimH: Eigentlich könnte es eine gute Frage sein, um zu sehen, ob jemand nur die von Ihnen angenommene reflexartige Antwort gibt oder tatsächlich über die Frage nachdenkt und die allgemeinere richtige Antwort gibt. Ich würde wie in den ersten beiden Absätzen antworten, aber darauf hinweisen, dass Sie für einen Produktmultiplikator die Summen- und Differenzterme erhalten würden, nur für den Fall, dass der Interviewer derjenige ist, der reflexartig Annahmen trifft und nicht erkennt die richtige Antwort für das, was es ist. Dumme Interviewer sind genauso ein Problem wie dumme Interviewte.
Wäre ein Gerät, dessen Ausgang unabhängig von den Eingängen eine feste Funktion war, nicht linear, da f(a+b)+f(c)=f(a)+f(b+c) für jede Kombination von a wahr wäre , b und c?

Im Allgemeinen erhalten Sie:

  • die beiden ursprünglichen Frequenzen f1, f2
  • Summe und Differenz der beiden Frequenzen f1 + f2, f1 - f2 (auch Intermodulationsprodukte genannt)
  • Die Harmonischen jeder der beiden Frequenzen (f1*2, f1*3, f1*n, f2*2, f2*3, f2*n, ...)
  • Harmonische der Intermodulationsprodukte
  • Intermodulationsprodukte zwischen einer der oben genannten und jeder anderen Komponente

TL/DR: ein Durcheinander.

In der Praxis können Sie zwar alle davon erhalten, aber die Amplituden vieler von ihnen können je nach Form der Nichtlinearität vernachlässigbar niedrig oder sogar Null sein.

Ein Sonderfall ist ein perfekter Multiplikator oder symmetrischer Mischer mit einem Träger an jedem Eingang. Dies erzeugt die Summe und die Differenz am Ausgang und sonst nichts.

Ein weiterer Sonderfall ist ein Gerät mit quadratischer oder quadratischer Übertragungsfunktion (Vakuumröhren-Trioden und einige FET-Verstärker können dies annähern) - Sie erhalten die ursprünglichen Frequenzen, die Summe und Differenz und fast nur die zweite Harmonische. Eignet sich für einen guten Gitarrenverstärker oder eine überteuerte "audiophile" HiFi-Anlage...

Usw.

Verstehen Sie, was passiert, wenn Sie eine einzelne Frequenz in ein nichtlineares Gerät einspeisen?

Im Allgemeinen führt das Einspeisen einer einzelnen Frequenz in ein nichtlineares Gerät zu einer harmonischen Verzerrung , was bedeutet, dass Sie am Ausgang zusätzliche Frequenzkomponenten sehen, die ganzzahlige Vielfache der Eingangsfrequenz sind.

Wenn Sie zwei Frequenzen in das nichtlineare Gerät einspeisen, erhalten Sie nicht nur eine harmonische Verzerrung auf jeder dieser Frequenzen, sondern auch eine Intermodulationsverzerrung , was bedeutet, dass Sie auch Energie bei Frequenzen sehen, die die Summen und Unterschiede zwischen allen sind der möglichen Kombinationen der beiden ursprünglichen Frequenzen und ihrer Harmonischen.

In HF-Schaltungen wird letzterer Effekt manchmal absichtlich (in Verbindung mit Bandpassfiltern) verwendet, um Signale von einem Frequenzband in ein anderes zu übersetzen.

Wenn f1 und f2 einer nichtlinearen Übertragungsfunktion zugeführt werden, ist die Ausgabe die Summe der Produkte von f1 und f2 und ihren Harmonischen

(f1)(f2)(f1+f2)(f1-f2)(f2-f1)(2f1+2f2)...(3f1+3f2).....unendlich

So funktionieren HF-Mischer

Dies ist die übliche reflexartige Antwort, aber sie ist nicht unbedingt richtig. Sie gehen von einem bestimmten Typ eines nichtlinearen Systems aus. Ein Multiplikator gibt Ihnen die Summen- und Differenzfrequenzen. Das ist sicherlich ein nichtlineares System, aber nicht alle nichtlinearen Systeme sind Multiplikatoren.
Ja, Sie haben Recht, aber in einem Interviewkontext ist die reflexartige Antwort normalerweise die beste Antwort.
Nicht, wenn ich der Interviewer bin.
..............Hübsch!
Nichtlineares Gerät mit zwei Frequenzen
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