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Ceyear4051信號分析儀應(yīng)用之諧波失真測量


  來源: 思儀 時間:2018-07-25 編輯:夏禪
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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。


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:



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。

關(guān)鍵詞:信號分析儀 諧波 測量    瀏覽量:4267

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