Desviación de la relación entrada‑salida de un amplificador respecto a una ganancia lineal tal que la amplitud y la fase de salida se relacionan de forma no lineal con la entrada, generando productos de distorsión (armónicos, intermodulación), conversión AM‑AM y AM‑PM, aumento del EVM y posible violación de máscaras espectrales.

Principio

La no linealidad genera nuevos componentes espectrales cuya potencia depende de las amplitudes de entrada y de la función de transferencia del amplificador; conforme la excitación se acerca a las zonas de compresión y saturación, la distorsión en banda y el regrowth fuera de banda aumentan no linealmente, degradando la fidelidad de modulación y generando interferencia a canales adyacentes.

Demostración

Escenario ilustrativo → El PA de un transmisor se lleva hacia su región de compresión para maximizar potencia radiada. Reconocimiento → La constelación medida muestra aumento de EVM y la potencia en canales adyacentes crece. Acción → Reducir el nivel de excitación o aplicar predistorsión digital (DPD). Consecuencia → EVM y fuga adyacente vuelven a niveles conformes.

Aplicación incorrecta

Asumir que cualquier aumento de errores de bits o interferencia a canales adyacentes se debe a ruido del canal o mala configuración en lugar de comportamiento no lineal del amplificador; esto confunde ruido aditivo con productos de distorsión deterministas vinculados a la amplitud transmitida.

Consecuencia

Demodulación degradada y BER mayor, más retransmisiones, posible interferencia a canales adyacentes y incumplimiento regulatorio, y reducción de la eficiencia espectral.

Inversión

Los requisitos de linealidad pueden relajarse en sistemas estrechos o analógicos que toleren distorsión, o bien compensarse mediante técnicas de linealización (DPD, retroalimentación), o evitarse operando con suficiente back‑off; algunas aplicaciones explotan intencionalmente la no linealidad (por ejemplo, modulaciones de envolvente constante para eficiencia).

Límite

Claramente dentro: etapas de amplificador de potencia próximas a saturación que producen armónicos e intermodulación. Caso límite: mezcladores y convertidores de frecuencia que son no lineales por diseño pero considerados en el análisis del sistema. Claramente fuera: procesamiento digital de banda base puramente lineal que solo introduce ruido de cuantización sin regrowth RF.

Tensión semántica

Linealidad ↔ Eficiencia — aumentar la linealidad (back‑off, DPD) reduce regrowth espectral pero suele disminuir la eficiencia energética y aumentar coste/ complejidad.

Síntesis

La no linealidad del amplificador es un mecanismo de distorsión determinista que vincula la distribución de amplitudes de entrada con degradaciones espectrales y de modulación previsibles; el diseño del sistema equilibra linealidad y eficiencia mediante decisiones de hardware y técnicas de compensación digital.