Linearità (elettronica)

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Il termine linearità in elettronica si riferisce ad una proprietà di un sistema che indica come le sue uscite (risposte) possano mettersi in relazione lineare con i suoi ingressi.

In un sistema lineare è possibile studiare il comportamento tramite il principio di sovrapposizione lineare delle cause e degli effetti (PSCE), ovvero si può calcolarne le uscite (risposte) come somma lineare delle singole risposte ai vari ingressi, presi uno alla volta.

Ciò permette di semplificare enormemente lo studio dei sistemi lineari rispetto a quelli non lineari, dove cioè, le uscite dipendono dalla combinazione non lineare degli ingressi, che vanno perciò studiati tutti simultanemente. L'esistenza di un termini di correlazione che dipendono contemporaneamente da più ingressi del sistema, impedisce di scomporre il problema iniziale in sottoproblemi simili più semplici. Il PSCE non vale nei sistemi non lineari; mentre è apllicabili a quelli lineari nei quali i termini di correlazione sono tutti nulli.

Alcuni sistemi lineari, rimangono tali solo per certi intervalli delle ampiezze degli ingressi, diventando per esempio non lineari e presentando saturazione, per ampiezze che superano certe soglie.

Un esempio tipico di sistema elettronico lineare, è quello di un amplificatore lineare per segnali audio. Per segnali che non superino i suoi limiti di linearità, è possibile prevedere l'uscita come somma delle uscite prodotte amplificando le diverse frequenze presenti nel segnale d'ingresso, e quindi prevedere che la forma del segnale d'uscita è una copia amplificata di quella d'ingresso, indipendentemente dalla frequenze presenti.

Ciò semplifica lo studio del sistema, dato che non è necessario studiare il suo comportamento con tutti i brani musicali, ma solo garantire che questi ultimi presentino solo frequenze nell'intervallo di amplificazione lineare e che l'ampiezza massima non superi una certa soglia per evitare saturazione e distorsione.