使用HMO示波器測量總諧波失真

　　惠美HMO1024示波器具有64K點的FFT分析能力，本文舉實例來說明用HMO系列示波器直接測試總諧波失真（THD）。

　　什么是THD?

　　由于元件的非線性特性，非線性失真通常發(fā)生在信號通過系統(tǒng)時的傳輸過程中。例如：當發(fā)送一個正弦波音頻信號（頻率定義為f1=1kHz）通過一個放大器后，在輸出端測得的正弦波將或多或少有一定的失真，表明放大器是非線性的。總諧波失真或THD是可量化的失真量。既然我們不可能實現(xiàn)一個絕對理想的線性系統(tǒng)，這使得非線性系統(tǒng)的質(zhì)量分析尤其重要。

　　時間信號和頻譜

　　如果一個系統(tǒng)完全是線性和理想狀態(tài)，輸入的正弦波在系統(tǒng)輸出端不會出現(xiàn)失真并且會同頻率輸出，兩個正弦波除了振幅外都將保持原來的形狀，這意味是一個線性和時間不變的系統(tǒng)（LTI系統(tǒng)）。

　　然而，實際上正弦波在輸出端會出現(xiàn)失真，這些失真不僅包括基頻(f1),還包括諧波所造成的失真。這些諧波是基頻的整數(shù)倍，我們可以從輸出信號的頻譜來確定THD。

　　怎樣計算總諧波失真？

　　簡單的說，總諧波失真是基于基頻的諧波比值來計算。諧波分量由高次諧波的有效值組成（不包括基頻f1)，如果電壓有效值可用，可以很容易地計算出總諧波失真：

　　THD測量:過去和現(xiàn)在

　　幾十年來，THD已成為放大器高保真技術(shù)評估中的一個重要方面。根據(jù)公式，可以推斷，它足以識別所有諧波的電壓有效值，為了確定系統(tǒng)的THD。過去，為了測量有效值，采用模擬失真度測量橋，該橋包括一個在放大器輸入端上已激活的信號發(fā)生器、放大器本身、頻率特性曲線下凹的濾波器（階式濾波器）和電壓表。通過開關(guān)連續(xù)測量諧波或AC分量，實現(xiàn)連接或斷開階式濾波器。該過程所需的階式濾波器的頻率精度要求特別高，信號發(fā)生器的頻率必須對應(yīng)于濾波器的本振。

　　如今，人們常用數(shù)字失真測量橋，它包括一個產(chǎn)生本振的信號發(fā)生器、被測設(shè)備（DUT）和進行頻譜顯示的FFT分析儀。與此設(shè)置相對應(yīng)，直接從頻譜上就可識別有效值，包括每個單獨諧波的失真系數(shù)，然后，可通過上面的公式計算失真系數(shù)。經(jīng)典的模擬測量橋通常需要通過一個帶通濾波的階式濾波器切換很麻煩地識別各次諧波。相比之下，一個FFT分析儀無需費勁就可直接識別各次諧波的影響。

更多資料請下載：使用HMO示波器測量總諧波失真.pdf

版權(quán)聲明：本資料屬于北京海洋興業(yè)科技股份有限公司所有，如需轉(zhuǎn)載，請注明出處！