失真度的测量

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失真度测量仪

失真度测量
目前测量失真度的原理大致分为两类：基波剔除法和频谱分析法。

一般模拟式的失真度测量仪都采用基波剔除法，通过具有频率选择性的无源网络（如：谐振电桥，文式电桥，双T陷波网络等）抑制基波，由总电压有效值和抑制基波后的谐振电压有效值计算出失真度。

第二类失真度测量采用频谱分析法，通过计算出各次谐波的大小来计算失真度。

此类测量方法测量的最小频率是2Hz；
测量方法可以分为模拟法和数字化方法。

模拟法
模拟法是只指测量中直接应用模拟电路对信号处理测量失真度的方法。

基于模拟法的失真度测量仪由于前级电路有源器件的非线形，因此对小信号的测量不够准确。

模拟法又可分为基波抑制法和谐波分析法。

基波抑制法的失真度测量仪采用基波抑制原理，通过具有频率选择性的无源网络抑制基波，由总的电压有效值和抑制基波后的谐波电压有效值计算出失真度。

基波抑制法构成的失真测量仪可以解决的频率的范围为1Hz~1MHz，但测量准确度为5%~30%，因此本实验中不采用该种方法；谐波分析法的失真度测量中，用了频谱分析仪和波形分析仪检测信号中的基波和各次谐波的电压，获得基波和各次谐波的电压并带，从而计算出失真度。

数字化方法
数字化方法是指先通过将信号数字化并送入计算机，在由计算机计算出失真度的测量方法。

根据失真度的计算方法可分为FFT法和曲线拟合法。

失真度的测量

二、实验器材
1、函数发生器：2、示波器：3、失真度仪：4、频谱仪：
三、实验内容
信号的各次谐波为V1、V2、V3，则信号的非线性失真系数定义为：
V1基波有效值，Vn，n次谐波有效值。
仪器实际定义：
当失真度大于30%时需进行修正
1、用方波信号当失真信号进行测量。
f=10kVpp=2.0v
仪器
示波器波形
失真度仪
1、基本内容
（1）实验学号、名称；如：实验一，***
（2）实验目的；
（3）实验原理；
(4)主要仪器设备和药品；
（5）实验内容；
（6）试验方法和步骤；
（7）数据处理或分析讨论；
2、要求：
（1）用钢笔书写（绘图用铅笔）
（2）凡需用坐标纸作图的应用坐标纸
一、实验目的
1、了解非线性失真的定义及测量方法
2、掌握频率扑仪失真度仪等设备的操作方法
频谱仪
V1V2V3Fra bibliotekV4……
V10
测量值
理论值
2、用三角波信号当失真信号进行测量
f=10kVpp=2.0v
仪器
示波器波形
失真度仪
频谱仪
V1
V2
V3
V4
……
V10
测量值
理论值
3、用锯齿波当失真信号进行测量
f=10kVpp=2.0v
仪器
示波器波形
失真度仪
频谱仪
V1
V2
V3
V4
……
V10
测量值
理论值
计算测量值r与理论分析r的误差
教师评语：
1用钢笔书写绘图用铅笔2凡需用坐标纸作图的应用坐标纸一实验目的1了解非线性失真的定义及测量方法2掌握频率扑仪失真度仪等设备的操作方法二实验器材1函数发生器

功放失真度测试方法

功放失真度测试方法
功放失真度的测试方法有多种，以下是一种常见的方法：
1. 将测量功放接入大功率稳压电源的输出端，并调节输出电压稳定在220V。

如果功放输入电压有特殊要求，需调节到所需电压。

这是测量出准确参数的基础，必须严格执行。

2. 将大功率无感线性负载电阻接入功放功率输出端。

根据所需测量参数选择标准4欧或者8欧线性负载。

连接线材直径与长度，尽可能选择直径大长度短的连接线材，而且尽可能降低连接位置的阻值，有助于提高测量数值的准确性。

3. 对于失真的测量，最常见的技术指标有总谐波失真加噪声（Total Harmonic Distortion＋Noise，简称THD＋N）和互调失真（Intermodulation Distortion，简称IMD）。

按照主观听感的规律，给
各个谐波赋予不同的权重，然后进行累加，得到总谐波失真的数据。

也就
是利用权重做补偿，使所测数据可以反映出失真的主观听感。

这些步骤完成后，您就可以获得功放的失真度数据了。

请注意，这只是一个基础的测试方法，实际的测试可能因设备和具体需求而有所不同。

如果需要更准确的结果，建议咨询专业人员或使用专业的测量设备。

ZC4137数字失真度测量仪使用手册说明书

目录一、概述 (1)二、主要特征 (1)三、基本工作特性指标 (2)四、面板描述 (4)五、操作指南 (7)六、工作原理简介 (8)七、仪器的维护和保养 (10)八、仪器附件 (11)一、概述ZC4137型低失真度测量仪是一台新型全自动数字化的仪器，是根据当前科研、生产、计量检测、教学和国防等用户实现快速精确测量的迫切需要重新设计的。

最小失真测量达到0.005%，它是一台性能/价格比较高的智能型仪器，是中策仪器ZC41系列全数字失真仪家族中的最新成员。

被测信号的电压、失真、频率全部集中在一块LCD液晶屏上自动显示，采用了真有效值检波，电压测量可在输入电压300μV～300V，频率10Hz～750kHz内实现全自动测量；失真度测量可在输入电压50mV～300V，频率10Hz～150kHz内全自动测量，失真测量范围为100%～0.005%。

该仪器具有平衡和不平衡输入电压和失真测量的功能，同时还具有测量S/N（信噪比）、SINAD（信杂比）的功能。

幅度显示单位可为V、mV、dB，失真度显示单位可选择%或dB，S/N、SINAD显示单位为dB。

该仪器内设400Hz高通、30kHz和80kHz低通滤波器，方便用户使用。

该仪器是一台具有全自动测量信号电压、频率和信号失真等多种功能的新一代智能型仪器，也是当前在信号失真测量领域国内较高水平的一种全数字化、全自动、多功能型的智能化仪器。

二、主要特征1．具有全自动失真度测试功能，内部自动校准,自动跟踪滤波。

2．可测量的最小失真度≥0.005%3．设置了30kHz，80kHz低通滤波器，降低了宽带非谐波（例如噪声）的影响，使测量低频段信号的谐波失真时更精确。

4．增加了测量信/杂比（SINAD）和信/噪比（S/N）的功能。

5．提高了测量信号失真时输入信号的电压范围：50mV～300V。

6．具有测试平衡信号或不平衡信号的功能。

7．增设了频率计数功能，被测信号频率可直接由LCD液晶屏精确显示。

失真度

定义
失真度是用一个未经放大器放大前的信号与经过放大器放大后的信号作比较，被放大过的信号与原信号之比的差别，我们称之为失真度。其单位为百分比。
音箱的失真度定义与放大器的失真度基本相同，不同的是放大器输入的是电信号，输出的还是电信号，而音箱输入的是电信号，输出的则是声波信号。所以音箱的失真度是指电声信号转换的失真。声波的失真允许范围是 10%内，一般人耳对5%以内的失真不敏感。
EIDC在多媒体音箱中应用框图
框图中输入、前级放大电路、音量调节、后级功放电路、扬声器是常规多媒体音箱的主要工作组成部分。而 EIDC系统增加了MCU智能处理器、失真度及波型检测电路、调节操作界面，并把普通模拟的音量调节更改为数字音量电位器IC。失真度及波型检测电路从功率放大器的末级输出进行采样，将失真度信号转换成脉冲宽度信号，供MCU采集计算。MCU的控制主程序采用优化算法，判断失真度是否超限，并做出修正指令，通过I2C总线控制电子音量集成块，以达到控制放大器整体增益的目的。
谐波分析法可以根据不同频段选用测量设备，在低频段可选用波形分析仪或选频电压表，在高频段可采用测量接收机或频谱分析仪，因此，这种方法可以实现宽频范围内的失真度测量。
但这种方法操作计算复杂，所以在低频段一般不采用此种方法测量失真度。另外用谐波分析法测量失真度的下限受测量设备自身的失真度及动态范围的限制，如采用测量接收机，一般测量的最小失真度在0.1%左右；采用动态范围为80dB的频谱分析仪一般可测到0.01%左右。
EIDC通过对放大器增益的智能控制，实现了对各种音源的高、低电平输入的兼容，保证了声音的低失真，并避免产品系统的损坏。
谢谢观看
基波抑制法是一种间接测量法，无法直接测量出失真定义值。在这里，应着重强调的是：由于基波抑制法不能单独测量出基波电压的有效值。所以，其失真度定义值公式也就不能够直接应用于失真示值结果的误差处理过程中。换句话说，采用基波抑制原理测量失真不能够直接测出失真定义值。基波抑制法实际上是一种间接测量法，但直接刻度成失真度Kx值，它和谐波分析法相比，具有结构简单，操作方便，不需要计算便可直接读出10%以下失真度值（电压表直接按失真度刻度）等特点，因而在低频频段得到了广泛的应用，失真度测量仪就是根据这一测量原理而设计制造的。

失真度测量仪的原理介绍

失真度测量仪的原理介绍概述失真度是信号处理过程中经常用到的量，是指在传输、变换或储存有关信号时，信号发生变形与失真的程度。

失真度测量仪是一种用于测量失真度的仪器，广泛应用于音频、视频等领域。

本文将介绍失真度测量仪的原理，包括失真度的定义、分类和测量方法，以及失真度测量仪的工作原理和测量流程。

失真度的定义和分类失真度是评价信号失真的量，通常用百分比表示。

它反映了信号经过某种处理后，与原始信号相比所发生的畸变程度。

在音频和视频领域，失真度是影响声音和图像质量的重要指标。

常见的失真种类有以下几种：1.谐波失真：当信号通过线性系统时，在系统的输出上会出现多余的频率成分，这种失真就称为谐波失真。

2.交调失真：当信号通过非线性系统时，各个频率成分之间会相互干扰，形成新的频率成分，这种失真称为交调失真。

3.相位失真：当信号通过某些系统时，不同频率的信号的相位延迟会不一致，从而影响信号的完整性和准确性，这种失真称为相位失真。

失真度的测量方法失真度的测量方法有多种，常用的有以下几种：波形比较法波形比较法是最直观的失真度测量方法，在该方法中，将信号的原始波形与经过处理后的波形进行比较，从而计算出失真度。

该方法要求设备输出与输入信号相同的波形，因此适用于低频和中频区域的信号。

谐波分析法谐波分析法也是一种常用的测量失真度的方法。

该方法中，信号经过滤波器后，将信号频谱拆分为各个谐波成分，然后对各个成分进行分析，从而计算出失真度。

该方法适用于高频信号的测量。

频谱分析法频谱分析法是一种利用频谱分析技术测量失真度的方法。

该方法适用于调频、调制、数字信号等多种信号的测量，可直观地反映出信号频率分布的情况，对于非线性失真的判定也比较准确。

失真度测量仪的工作原理失真度测量仪是一种专用的仪器，主要用于测量音频和视频等信号的失真度。

在测量时，需要将测量的信号输入到失真度测量仪中，然后仪器通过各种处理，对信号进行分析和处理，最终计算出信号的失真度。

失真度

信号失真的程度可用非线性失真系数或失真度表示。

其定义是全部谐波能量与基波能量之比的平方根值。

对纯电阻负载，其定义为全部谐波电压(或电流)有效值与基波电压（或电流）有效值之比，即
式中U1为基波电压有效值,U2、U3、…、U n为各次谐波电压有效值。

失真度也可用其近似值K0来表示
K与K0的关系可由下式换算：
当K=10％时，K与K0相差0.5％；K=20％时,K与K0差2％。

K越大则相差越大。

失真度是衡量电声系统的重要指标之一, 通常用失真度仪来测量收录机、电声设备和信号发生器输出的失真度。

其一般技术指标为频率范围：10赫～200千赫,失真度范围：
0.01％～100％，精确度：±5％～10％。

失真度测量有直接测量和间接测量两种方法。

①直接测量法：失真度仪由输入电平调整电路、基波抑制电路和电子毫伏表等三部分组成（图1）。

被测信号输入电平调整电路后,将开关置于“1”位置，电子毫伏表指示在满度(1伏)。

将开关拨向“2”，调整基波抑制电路使基波抑制到最低限度。

这时毫伏表的刻度即为基波与谐波电压有效值之比，直接指示失真度。

②间接测量法:被测信号通过开关S的“1”位置(图2)，经基波抑制电路调谐后，由毫伏表指示全部谐波电压值；然后将开关S接至“2”，并调整衰减器使毫伏表指示原来位置。

从衰减器度盘上读出失真度。

此法操作复杂，但测量精确度较高。

失真度测量
失真度测量
我们平常所说的失真度的技术术语为总谐波失真，英文为：Total Harmonic Distortion，简称THD。

信号失真度测试仪

信号失真度测试仪在电子设备生产、维护以及研发的过程中，信号失真度测试仪是必不可少的一种设备。

它能够对不同信号的失真度进行测试，为电子设备的制造和维护提供更加准确和可靠的数据支持。

本文将介绍信号失真度测试仪的基本概念、工作原理以及使用方法等方面的相关知识。

一、什么是信号失真度测试仪信号失真度测试仪是一种测量和分析信号失真度的仪器。

它可以通过测量输入信号和输出信号之间的失真程度，来检测信号的质量和精度。

通常，信号失真度测试仪可以测试的信号包括模拟信号和数字信号。

它可以提供一系列信号失真度的参数，如谐波失真度、交叉失真度、相位失真度等。

二、信号失真度的定义信号失真度是指信号经过传输或处理过程中发生的失真程度。

失真通常包括各种不同形式的畸变或扭曲，这些变化可能会对信号的精度、质量和可靠性产生影响。

常见的失真形式包括：•幅度失真：指信号在传输或处理过程中幅度变化的程度。

•相位失真：指信号在传输或处理过程中相位变化的程度。

•频率失真：指信号在传输或处理过程中频率变化的程度。

•时间失真：指信号在传输或处理过程中时间变化的程度。

•波形失真：指信号在传输或处理过程中波形发生的变形或变形程度。

三、信号失真度测试仪的工作原理信号失真度测试仪的核心是失真测试电路和失真算法。

它们能够测量输入信号和输出信号之间的差异，从而计算出信号的失真度。

具体来说，失真测试电路通常采用差分放大器、电压比较器、电流源和样本保持器等电路元件，用于测量信号的幅度、相位等参数。

而失真算法则使用数字信号处理技术进行计算和分析。

信号失真度测试仪可以根据实际需要进行不同类型的失真测试，如单端失真测试、差分失真测试、峰峰失真测试、最大失真测试等。

同时，它还可以提供不同的测试频率和信号源选项，以适应不同的信号类型和测试需求。

四、信号失真度测试仪的使用方法使用信号失真度测试仪需要注意以下几点：1.首先需要对信号失真度测试仪进行校准。

校准可以通过输入一个已知的幅度、相位等参数的信号进行。

失真度测量仪校准结果的不确定度分析

失真度测量仪校准结果的不确定度分析摘要：由于测量误差的存在，再加上测量自身定义和误差修正的不完善等等，使得测量结果带有不确定性如何更加科学合理地评价测量结果的质量的性。

如何更加科学合理地评价测量结果的质量的高低，是人们不断的追求。

基于此，本文从以下方面对失真度测量仪进行分析，并针对其测量结果进行分析研究。

关键词：失真度测量仪；测量不确定度；误差一、失真度测量仪电压校准不确定度评定1、概述1.1测量依据：JJF 1852-2020 《失真度测量仪校准规范》。

1.2测量条件：环境条件：温度（23±5）℃，相对湿度≤80％。

1.3测量方法：将多功能校准器5520A电压输出端与MAK-6571C失真度测量仪直接连接，由多功能校准器5520A输出交流电压给失真度测量仪，在多功能校准器5520A的读数作为实际值。

将失真度测量仪电压指示值与的多功能校准器5520A示值相减，其差值即为失真度测量仪电压测量的示值误差。

2、测量模型及不确定度来源分析2.1测量模型γ=Vx -VN式中：γ——失真度测量仪电压测量的示值误差；Vx——失真度测量仪测量显示的电压值；VN——多功能校准器5520A读得的值。

依据方差公式:得:传播系数:;合成标准不确定度为：2.2 不确定度来源分析失真度测量仪电压校准结果不确定度来源主要包括： 1、由失真度测量仪电压重复性引入的标准不确定度u (V x ) 2、多功能校准器允差引入的不确定度u (V N )。

3、标准不确定度评定本文以校准失真度测量仪，评定其测量1kHz 电压1V 测量结果不确定度为例。

3.1 由测量重复性引入示值测量的不确定度u (V x )将被校准失真度测量仪连接到多功能校准器，进行10次连续测量，每次测量均重新接线，得到测量列如下表所示：（单位V ）根据公式：计算测量值的重复性引入的不确定度表：u(V)=0.003V。

x)3.2多功能校准器最大允许误差引入的不确定度u(VN)，采用B类方法进行评由多功能校准器最大允许误差引入的不确定度u(VN定。

失真度测量仪

电子工业出版社
7.3.3 失真度测量仪的误差
包括:理论误差、基波抑制度不高引起的误差，以及电平
调节与电压表的指示误差。
1. 理论误差
定义：由于失真度测量值D与失真度定义值D0的不完全相等而产生的误差，其相对误差为
为了减小理论误差，可以利用下式进行修正。
电子测量与仪器（第3版）
电子工业出版社
7.3.3 失真度测量仪的误差
2. 工作原理
采用基波抑制法测量方案。
平衡不平衡变换器将双端输入信号变为单端输出信号。
宽频带低噪声放大器用于放大被测信号。
陷波网络即基波抑制网络，用于在抑制基波信号。
电压测量电路采用真有效值检波，可以减小测量误差。
电子测量与仪器（第3版）
电子工业出版社
7.3.4 KH4135型全自动数字低失真度测量仪
另外，还有杂散干扰等引入的误差。
电子测量与仪器（第3版）
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7.3.4 KH4135型全自动数字低失真度测量仪
具有全自动失真度测试功能、内部自动校准、自动跟踪
滤波等功能，能够全自动测量信号电压、频率和信号失真度
等参数。
1. 主要性能指标
（1）失真度测量
（2）SINAD测量
SINAD即信纳比或信杂比，是信号、噪声和谐波
电子测量与仪器（第3版）
电子工业出版社
4. 使用方法
①按下面板上的电源开关，仪器自动进入电压测量状态。
如果未配GPIB接口，则显示全零；否则显示接口地址，例
如IE－23。
②电压测量测量不平衡电压信号时，只需将信号电缆接
入本仪器的“HIGH”端，“BAL/UNBAL”键抬起，则被
测的信号电压和频率就会自动显示出来；测量平衡电压信号

功率分析仪测失真度的原理

功率分析仪测失真度的原理
功率分析仪测失真度的原理是基于Harmonic Distortion Analysis（谐波失真分析）和Intermodulation Distortion Analysis（互调失真分析）。

谐波失真分析是指在正弦信号激励下，测量信号中非基波谐波（即频率是基波频率的整数倍）所占的比例。

它通过对测量信号进行频谱分析，将信号分解为不同频率的谐波成分，然后测量这些谐波成分的功率，以及与基波功率的比例，来评估失真度。

通常，失真度较高的信号会有更高的谐波成分。

互调失真分析是指在存在多个信号同时激励下，测量信号中产生的非线性互调成分。

它通过将多个信号同时输入到被测设备中，然后测量输出信号中的互调成分的功率，来评估失真度。

互调失真一般由设备内部的非线性元件引起，而失真度较高的设备会产生更多的互调成分。

功率分析仪通过测量信号的谐波成分和互调成分的功率，可以计算得到失真度。

通常，失真度以Total Harmonic Distortion（THD，总谐波失真）和Intermodulation Distortion（IMD，互调失真）等参数来表示。

失真度测试技术

2 失真度测量的基本方法
2.1 失真度测量的基本概念失真度表征一个信号偏离纯正弦信号的程度。失真度表征一个信号偏离纯正弦信号的程度。失真度定义为信号中全部谐波分量的能量与基波能量之比的平方根值，如果负载与信号频率无关，平方根值，如果负载与信号频率无关，则信号的失真度也可以定义为全部谐波电压的有效值与基波电压的有效值之比并以百分数表示，有效值之比并以百分数表示，即
3 测试方法
采用数字化方法即频谱分析法来测量失真度，主要原理是基于FFT原理，由失真度计算公式 (1)的描述可以看出，失真度的计算值由被测信号中的各次谐波的电压有效值来决定，利用傅立叶变换来计算出被测信号中的各次谐波电压有效值，就可以得出被测信号的失真度。需要对被测信号进行周期采样(即同步采样)得到序列信号(该序列长度为2的整数次幂)后才能进行傅立叶变换，采样点数越多，计算出失真度的值就越精确。
2.2 失真度的测量方法
常用的失真度检测仪器测量原理大致可分为二大类：基波剔除法和频谱分析法。一般模拟式的测量仪采用基波剔除法但其缺点是需要提供未失真的基波信号而且其低频测量精度低。频谱分析法是用频率分析仪测量各次谐波的方法计算出波形失真度，但采用此钟方法的仪器价格较昂贵。数字频谱分析法也属于频谱分析法，其原理是采用计算机对被测信号进行采集通过一定的算法实现失真度的测量。
2.2.1 模拟法
模拟法是指失真度测量中直接应用模拟电路对信号处理测量失真度。就目前的失真度测量而言，200kHz以内基波抑制法是最精确的，谐波分析法只能作参考。目前，一些失真度测量仪(如725D型)具有基波抑制法和谐波分析法两种功能的对比，将谐波分析法测量结果作为参考。基波抑制法是通过具有频率选择性的无源网络(如：谐振电桥、文氏电桥、T型电桥等)抑制基波，由总的电压有效值和抑制基波后的谐波电压有效值计算出失真度。此类失真度测量仪所能测量的最低频率为2 Hz。典型的如北京无线电仪器二厂的ZN4116型，英国马可尼公司的TF2331型，日本MEGURO公司的MAK一6581型等，均为此类失真度测量仪。该方法测量准确度较高，测量较方便，实现成本较低，但当失真较小或较大时，难实现对低失真度的精确测量，频率范围较窄；

BS1型失真度测试仪使用

BS1型失真度测试仪一、概述BS1型失真度测试仪采用全晶体化电路。

其主要用途为测量音频信号的谐波失真程度，最小失真度可测到0.03%。

此外，还可单独作为平衡或不平衡晶体管电压表，测试交流电压和噪声。

二、主要技术性能⒈失真度测量⑴频率范围（基波）：不平衡：2HZ—200KHZ共分五档。

平衡：20HZ—40KHZ共分三档。

⑵失真度范围：0.1%—100%（满刻度）共分七档。

⑶输入信号范围：不平衡：300mV—300V平衡：300mV—１0V⑷频率刻度准确度：优于±５％。

⑸失真度准确度：±100%（满刻度）±0.01%（20Hz—200KHz）。

⒉电压测量：⑴电压范围：不平衡：1 mV—300V（满刻度）共分十二档。

平衡：1 mV—10V（满刻度）共分九档。

⑵频率范围：不平衡：4HZ—1MHZ±1db。

2HZ—4HZ±1.5db。

平衡：20HZ—40KHZ±1db。

⑶输入阻抗：不平衡：1MΩ±5%。

平衡：600Ω±3%；10KΩ±10%。

⑷电压表准确度：±3%（满刻度）以1KHZ为基准。

三、使用方法⒈面板各控制旋钮布置如图8.1所示。

图8.1 BS1型失真度测试仪面板图⒉接通电源前，应将“分压开关”置于“1V”位置，工作开关置于“电压位置，衰减器开关置于”50db“位置。

然后接通电源，指示灯亮，预热15分钟后即可测试。

⒊电压测量（不平衡输入）⑴将“分压开关”至于“1V”，工作开关至于电压位置。

⑵将被测电压从不平衡输入送入，电压表即有指示。

⑶控制“衰减开关”及改变“分压开关”位置即量程，可以从电压表上直接读出被测信号电压有效值。

⑷测量完毕，将各开关恢复到“2”位置。

⑸电压和电平测量（平衡输入）测量方法同上。

只需将被测电压从电缆平衡输入送入，若取分贝读数在平衡输入端要并接600Ω电阻。

⒋失真度测量（不平衡输入）⑴将工作开关置于“电压”位置，分压器开关置于“1V”位置。

音频失真度测量的研究

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald63音频类设备是煤矿井下设备的重要组成部分,而音频设备有三方面的作用：(1)将声音转换电信号，例如麦克风。

(2)将电信号转换音频信号并播放出来的设备，例如扬声器、耳机等。

(3)将音频信号放大并输出，例如功率放大器、功放电路等。

音频信号在转换或放大输出的过程中，音频设备中的晶体管等为电阻电容的混合参数所构成的器件，由于电容的容抗中含有频率因子，不同的频率对应于不同的容抗，所以输出信号f 1中就多了一些输入信号f 0中所没有的频率谐波分量（例如2f 0、3f 0、4f 0、5f 0等），输出的声音失去了原有的音色和音质，轻则声音会发破、刺耳，重则模糊根本听不清。

因此，在音频传输系统中，我们需测量音频失真的程度，引入了失真度的概念，以便能够采取措施，保证信号的通信质量。

1 失真度音频在转换、放大、传输的过程中会受到干扰和噪声的影响，输出信号会相对于输入信号发生波形上的变化。

所以输出信号相对于输入信号偏离大小的程度就是失真度。

根据失真度计算的定义，我们可以看出失真度是信号中总谐波频率的能量与基频能量之比的平方根值，也可简单表示为总谐波频率电压的有效值与基频电压的有效值之比，并以百分数表示。

即式中：为失真度；P 为信号总功率;P 1为基频信号的功率；U 1为基频电压的有效值；U 2～U n 为谐波频率电压有效值。

失真度是用一个未经放大器放大前的信号与经过放大器放大后的信号作比较，被放大过的信号与原信号之比的差别。

其单位为百分比。

一般人的耳朵对5%以下的失真不怎么敏感，因此我们可以简单的认为音频失真一般允许范围是10%内，但不能超过15%，否则就失真的程度在不可接受的范围。

音频设备的失真包括谐波失真、互调失真、相位失真及瞬态失真等几类。

本文主要讨论谐波失真，因为谐波失真是失真中最重要的，用总谐波失真（Tot a l Har mon ic D is tor t ion，简称TH D）来表示，是指输入1k Hz音频信号到被测设备的放大电路中，输出一定功率时的总谐波失真。

谐波失真度的测量方法

谐波失真度的测量方法引言谐波失真度是衡量信号处理系统中非线性失真程度的重要指标。

在音频、视频、通信等领域中，准确测量谐波失真度对于保证信号质量和系统性能至关重要。

本文将详细介绍谐波失真度的测量方法，包括基本原理、常用仪器和具体步骤。

基本原理在信号处理系统中，非线性元件会引入谐波成分，导致原始信号被扭曲，产生失真。

谐波失真度表示了输入信号中所含谐波成分与基波之间的比例关系。

通常情况下，我们使用频谱分析来测量谐波失真度。

频谱分析可以将信号分解为不同频率成分，并显示其幅值。

通过比较基波和各阶次谐波的幅值，可以得到谐波失真度的具体数值。

常用仪器1. 音频信号发生器音频信号发生器是一种可以产生稳定、纯净音频信号的仪器。

它可以生成特定频率和振幅的正弦波作为输入信号，用于测试和测量音频设备的性能。

2. 频谱分析仪频谱分析仪是一种用于显示信号的频率成分和幅度的仪器。

它可以将输入信号进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，并以图形方式展示出来。

通过观察频谱图，可以直观地了解信号中各个频率成分的强弱关系。

3. 示波器示波器是一种用于显示电压随时间变化的仪器。

它可以通过观察电压波形来判断信号是否存在失真。

在测量谐波失真度时，示波器可以用于观察输入和输出信号的差异，并检测非线性失真现象。

测量步骤1.连接音频信号发生器和被测设备。

将音频信号发生器的输出与被测设备的输入相连，确保连接正确可靠。

2.设置音频信号发生器的参数。

根据需要设置音频信号发生器的输出频率、振幅等参数。

3.连接示波器并调整显示方式。

将示波器连接到被测设备的输入和输出端口，并调整示波器的显示方式为XY模式。

4.调整音频信号发生器的输出幅度。

通过观察示波器上的波形，调整音频信号发生器的输出幅度，使得输入和输出波形尽可能一致。

5.打开频谱分析仪并设置参数。

将频谱分析仪连接到被测设备的输出端口，并设置合适的参数，包括频率范围、分辨率等。

6.开始测量。

依次记录基波和各阶次谐波的幅值，并计算谐波失真度。

实验7 谐波失真度测量

实验7 谐波失真度测量7．1实验目的1）掌握ZN4116型失真度测量仪面板装置的操作方法；2）会用ZN4116测量电压；3）会用ZN4116测量信号的谐波失真度。

7．2实验设备及器材1）ZN4116型失真度测量仪一台；2）SG1631C/SP1641B低频信号源一台（要求输出正弦波的谐波失真度足够小）；7．3实验步骤实验前，熟悉ZN4116型失真度测量仪的面板装置图（见附图9）及各控制装置的功能介绍（见附录9）。

1）熟悉ZN4116的面板装置及其操作方法；2）测量电压：（1）将工作选择开关中的“电压”键按下，使仪器工作于电压测量方式；“分压器”开关置于“0dB”位置，“输入衰减器”开关中“50dB”键按下；接通电源，指示灯亮，待表针稳定3-5分钟后，进行测量。

（2）将被测信号用同轴电缆接入“输入端”。

（3）改变“输入衰减器”开关的档级，使电压表表针指在明显的位置，直到“0dB”。

若“输入衰减器”开关已选择0dB时，电压表指针仍升起很小，则应继续改变“分压器”开关位置，直到电压表指示明显为止。

（4）根据“输入衰减器”开关及“分压器”开关的档级来标记，直接读出被测信号的有效值。

例如，测量某一电压，“输入衰减器”开关置于“20dB”，“分压器”开关置于“0dB”档，电压表指针指示0.5V，则被测电压的有效值为0=⨯.105V5又如，若“输入衰减器”开关置于“0dB”，“分压器”开关置于“-10 dB”档，电压表读数为20mV，则被测电压为20mV。

注意：当被测电压在2-10Hz时，应把“阻尼”开关键按下，以减小表头指针的晃动；高于10Hz时，“阻尼”开关应弹起。

（5）测量完毕，应将各开关恢复到起始位置，以免突然有大信号接入损坏电压表。

3）测量函数信号发生器输出信号的谐波失真度调节低频信号源有关的面板装置，使之输出1kHz左右的正弦信号至ZN4116。

（1）按上面测量电压的方法，测出被测信号的有效值。

（2）旋小“校准控制”旋钮（逆时针旋到底），再把“工作选择开关”的“校准”键按下，沿顺时针方向缓慢调节“校准控制”旋钮，使电压表指示满刻度（1V档或300mV档）。

失真度测量仪操作规程

失真度测量仪操作规程一、使用注意事项1、底座接地在电源接通前，务必将底座接地端接大地。

2、最大输入电压任何大于限定的输入电压都是有破坏性的。

这个限定电压是指输入信号的AC电压峰值，加上重迭的直流电压。

3、满刻度这台仪器是使用特别扩大的刻度盘。

这个读值范围较传统的满刻度大。

传统的刻度盘扩大的刻度盘0到1.0 0到1.12-20到0dB -20到+1dB0到3.1(3.2) 0到3.5-20到+2dBm -20到+3.2dBm在0到1.12刻度盘上，满刻度为1.0额定值。

红色标记设定在最外边刻度’1.0’上。

注意X-Y输出端子的使用。

施加一个外部信号到任何一个输出信号端子,都会损坏这部失真测试仪。

绝对禁止将任何外部信号施加到这部仪器的输出端子上。

二、操作说明1、打开电源◆将电源开关置于"OFF"的位置◆检查指针零设定。

如果偏移，则用小螺丝刀调节面板中央的归零螺丝(9)、(10)。

◆将电源开关置于"ON"的位置。

2、在施加输入信号前之注意事项施加任何大于350V rms的输入信号将会损坏仪器。

请先用另外的电压表测量以确定输入信号小于350V rms。

3、交流电压测量◆当连接信号到输入端子时，它将自动选择适当档位，以档位测量(8)指引灯表示目前档位。

◆可从表头上的刻度盘上取得读值。

4、分贝刻度的使用显示在档位测量(8)指引灯的下面数字，相对应于分贝刻度。

其档位从0到+50dB。

当档位在1V到300V时，其分贝值与读值一致；檔位在1mV到300mV时，其分贝值为读值再减60dB。

5、失真测量为了抑制主要的谐波，这个失真表需要调整频率的陷波滤波器。

这个仪器有自动位准控制和自动的同步的功能。

但是必须调整频率作连续测量的功能。

◆使用频率文件位选择设定输入的基本频率文件：×1 ..........20Hz到200Hz×10 .........200Hz到2kHz×100 .........2kHz到20kHz◆设定调谐频率旋钮(15)，高指引灯(13)和低指引灯(14)，将表头读数减至最小。

失真度测量

第六讲《失真度测量》要充分的重视和用好Launchpad！补充：《关于运放的带宽》运放高频特性的参数：①单位增益带宽（Unity Gain Bandwidth）;②增益带宽积(Gain Bandwidth Product);③压摆率(Slew Rate-SR);BW=SR2 ×Vpp四种有关运放带宽的参数：以OPA2822为例(±6V)①单位增益带宽:500MHz,SR=170V/μS。

应用时，实测为：②Small-Signal Bandwidth: G=1，Vo=0.1Vpp，400MHz.③ G=10，Vo=0.1Vpp，240MHz④Large-Signal Bandwidth: G=2， Vo=2Vpp，27MHz按SR公式计算出来为：13.5MHz可见：①即使在小信号输出时，实际带宽 BW<GBP/G。

②大信号带宽大大缩小，用SR计算较接近。

③使用多级放大，使前级工作在小信号状态，尽管总带宽比每一级都小，总带宽比只用1级要宽。

题目：《简易失真度测量仪》一、任务设计并制作下图所示的失真信号产生与测量电路。

产生的失真信号由自身的测量电路和外接的失真度计进行测量、对比。

二、基本要求1、正弦失真信号的基波频率可数字设定，频率范围：50Hz~1000Hz，步进10Hz;2、正弦失真信号基波幅度的峰峰值可数字设定，幅度范围：1V~5V，步进0.1V；3、正弦失真信号的失真度可数字设定，范围：3.0%~30.0%，步进0.1%；三、发挥要求1、正弦失真信号的失真度测量范围：3.0%~30.0%，误差：±（5%RD＋5个字）；2、正弦失真信号的基波频率测量：误差：±（1%RD＋2个字）；3、正弦失真信号基波幅度的峰峰值测量：误差：±（5%RD＋3个字）；4、其他注：失真信号产生电路应留有基波信号测试点。

【设计方案】一、失真信号产生%100%100%100112212322⨯=⨯=⨯++=∑∞=U U U U U U U h n nλ若只有某次谐波，如2次谐波，则%100%1001212322⨯=⨯++=U U U U U λ 1、方框图2、DDS⑴取消了隔直电容，直接连直流分量一起DAC，进行幅度数控；⑵电源改为±9V；⑶运放改为TL082 双运放，GBP=4MHz,电源<±18V；⑷Vpp≈2.5V。