一个实际的系统总是存在非线性。系统的非线性表现为系统的输入与输出不成线性关系，即输入输出特性曲线进入非线性区，输出信号中产生了新的频率分量。这种现象称为系统的非线性失真。

非线性失真的具体表现是随着输入信号幅度的增大，输出信号幅度出现饱和，不再随输入信号幅度线性增加，系统的增益和动态范围将会下降。输出信号频谱中会出现基波的谐波分量，互调分量以及交叉调制。而输出信号的相位则会随输入信号幅度的变化而变化。

线性失真与非线性失真的主要区别在于，线性失真产生的原因是系统的频率响应不好，系统对输入信号中不同频率分量的增益和时延不同，导致输出波形失真，但不产生新的频率分量；而非线性失真产生的原因是，系统的输入输出特性不成线性关系，对不同的输入功率，系统有不同的幅度变化和相位变化，即AM-AM变换和AM-PM变换。

非线性系统可分为无记忆系统和有记忆系统。无记忆系统是指输出信号是输入信号的瞬时反应，与过去的状态无关。而对于有记忆系统，其输出不但与当前的输入有关，还与过去的状态有关。

分析非线性系统远比分析线性系统复杂，根据不同的要求，可以建立多种不同形式的非线性模型。按系统的性质可分为无记忆模型和有记忆模型。按建模的方式可分为两类，一是基于系统行为的行为模型，二是基于电路器件仿真的物理模型。行为模型是将系统当做一个黑盒子，通过系统输入输出特性来描述系统。物理模型是通过建立系统的内部结构来分析系统的特性。对于上述各类模型，都需要确定系统的参数才能具体描述一个非线性系统。参数的确定主要有两种方法，解析的方法和实验的方法。解析法是根据系统的物理原理和给定条件确定具体的参数。实验法是通过测量获取实际数据，通过插值、列表或曲线拟合来确定系统参数。

本章主要采用基于系统行为的行为模型分析非线性放大器的特性，得出1 dB压缩点，谐波，互调，交叉调制，AM-AM，AM-PM等参数之间的关系。