Describiré un dispositivo y mencionaré algunos dispositivos lineales y no lineales en ellos:
Para que quede claro aquí, un “dispositivo lineal” es aquel en el que la salida del dispositivo actúa “linealmente” con la entrada. En términos matemáticos, eso significa [matemáticas] f (a (t) + b (t)) = f (a (t)) + f (b (t)) [/ matemáticas]. Hay un poco más, pero eso es lo básico. Efectivamente, incluso si la señal de entrada puede estar compuesta de diferentes componentes, cada componente se actúa por separado y se combina.
Tome un receptor de radio FM, un poco de tecnología que no ha cambiado significativamente desde la década de 1960 (pasar de tubos a transistores a circuitos integrados no ha cambiado mucho su funcionamiento).
Un receptor de radio típico tiene una variedad de etapas: una antena, un VFO, un mezclador, amplificadores y filtros de RF, un “detector”, un amplificador de audio y un altavoz.
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Los amplificadores son dispositivos lineales. Están diseñados para que sobre su rango efectivo de entradas, amplifiquen la señal entrante con la menor distorsión y la mayor linealidad posible.
Los filtros son dispositivos lineales. Definitivamente es el caso de que un filtro de paso bajo atenuará, por ejemplo, los componentes de alta frecuencia de manera diferente que los componentes de baja frecuencia, pero la salida será la suma de esos componentes filtrados por separado.
Los osciladores no son dispositivos lineales en sí mismos (no tienen entradas de la misma manera), pero están construidos a partir de amplificadores y filtros que son lineales.
El mezclador no es un componente lineal, y de manera intencional. La idea con un mezclador es que toma dos entradas y genera una salida que efectivamente multiplica las dos señales de entrada (entre otras posibles salidas). Por ejemplo, si una señal de radio de frecuencia [matemática] f [/ matemática] se mezcla con una señal separada de frecuencia [matemática] f ‘[/ matemática], entonces el resultado es [matemática] 2 \ sin (2 \ pi ft ) \ cos (2 \ pi gt) = \ sin (2 \ pi (f + g) = \ sin (2 \ pi (fg) [/ math].
Mediante el uso de un “oscilador local” que se puede sintonizar a frecuencias más o menos similares a la frecuencia de la estación de radio deseada, pero apagado, digamos 10.7 MHz, la etapa de entrada y sintonización del receptor puede cambiar la señal deseada a 10.7 MHz, y El resto de la radio se puede construir alrededor de esa frecuencia más baja. Los amplificadores, filtros, etc. después de eso no tienen que estar sintonizados o tener una respuesta amplia.
El detector de FM tampoco es lineal. Su trabajo es detectar cambios en la frecuencia y convertirlos a un voltaje de salida que represente la señal analógica transmitida por la estación de radio FM que está escuchando.
Los amplificadores analógicos son dispositivos lineales nuevamente.
Entonces, un dispositivo común, la radio FM, se compone de muchos dispositivos lineales y no lineales cuidadosamente construidos. Si bien la linealidad de los dispositivos lineales no es perfecta, el objetivo es que lo sean, y están hechos de la mejor manera posible.