對于通信系統(tǒng)來說，諧波失真信號表現(xiàn)為通信頻帶中的干擾信號，容易導(dǎo)致系統(tǒng)的信噪比下降，嚴重影響通信系統(tǒng)的容量和質(zhì)量，因此快速精確的測量諧波失真顯得非常重要。

諧波失真產(chǎn)物屬于一種可預(yù)見性的失真，它們直接與輸入信號的頻率相關(guān)。在實際測量中，通常使用頻譜分析儀來測量信號的總諧波失真（Total Harmonic Distortion，簡稱THD），并以此作為諧波失真程度的評估依據(jù)。

方法一：利用掃頻分析功能手動測量分析

利用頻譜分析儀測量信號的諧波失真時，在測量過程中經(jīng)過多次手動調(diào)節(jié)信號的頻率、分辨率帶寬、掃描時間、頻寬等儀器測量參數(shù)，并利用標記讀出各次諧波的幅度值，然后根據(jù)諧波失真計算公式手動計算總諧波失真值。圖1為使用4051信號/頻譜分析儀測量基頻為500MHz的各次諧波的情況，標記報表中給出了基頻、二次諧波和三次諧波的頻率和幅度。

圖1 掃頻分析功能手動測量諧波

根據(jù)標記報表我們可以方便的測量出各次諧波與基頻信號之間的幅度差，以dB來表示。由于頻譜分析儀通常顯示對數(shù)功率（單位dBm），因此在計算總諧波失真時，需要將相應(yīng)的幅度量轉(zhuǎn)換成電壓。為了方便計算，根據(jù)如下推導(dǎo)公式（1）可快速計算總諧波失真。

因此，利用圖1方法手動計算得到的信號總諧波失真結(jié)果為3.679%。

方法二：利用諧波失真測量功能快速自動測量

4051信號/頻譜分析儀內(nèi)置了諧波失真測量功能，可實現(xiàn)對諧波分量及總諧波失真的一鍵式自動測量，并給出軌跡和測量結(jié)果報表。該功能位于頻譜分析測量模式下，為用戶提供了自動搜索基頻和范圍列表編輯兩種測量方式。這兩種測量方式是互斥的，默認采用自動搜索基頻的測量方式，當諧波編輯列表打開時，儀器將按照列表的參數(shù)狀態(tài)進行測量。在自動搜索基頻的測量方式中，儀器執(zhí)行全頻寬范圍內(nèi)的基頻信號自動搜索功能，并在零頻寬下對基頻和諧波分別進行測量。具體地說，對于每個被測的諧波分量，中心頻率將設(shè)置為搜索基頻的整數(shù)倍，并且執(zhí)行一次零頻寬掃描，幅度由測量數(shù)據(jù)的功率平均計算得到。測量完指定數(shù)目的諧波和幅度之后，總諧波失真測量結(jié)果將自動計算并顯示在數(shù)據(jù)報表窗口。圖2為使用諧波失真測量功能自動測量得到的顯示界面，數(shù)據(jù)報表窗口中順序列出了基頻與諧波分量的頻率和幅度，并給出了總諧波失真。根據(jù)測量報表，假設(shè)系統(tǒng)中只有這兩個諧波分量的話，總諧波失真為3.67%。該結(jié)果可由公式（1）手動計算驗證，報表中二次諧波與基頻的幅度差為-29.01dB，三次諧波與基頻的幅度差為-40.40dB，則總諧波失真為：

圖2 諧波失真測量功能一鍵自動測量

由此可見，圖2中諧波失真自動測量的結(jié)果與圖1中手動測量的結(jié)果是相互吻合的。使用諧波失真測量功能可以實現(xiàn)快速精確測量諧波分量及總諧波失真的目的，能有效避免手動測量中的繁瑣操作帶來的錯誤，同時大大提高了測量效率。