普源示波器測量THD的方法

1. 概述

諧波失真(Total Harmonic Distortion， THD)是一個重要的音頻指標，用于衡量信號中非基波成分的大小。THD反映了信號的失真程度，是評估音頻設備性能的重要指標之一。普源示波器作為一種常見的測量儀器，具有豐富的測量功能，可以方便地測量信號的THD。本文將詳細介紹如何使用普源示波器測量THD。

2. 測量原理

THD的計算公式為:

THD = √(V2^2 + V3^2 + ... + Vn^2) / V1

其中，V1為基波幅值，V2~Vn為各次諧波幅值。

普源示波器可以通過頻譜分析的方式，測量出信號的各次諧波幅值，再根據上述公式計算出THD。具體步驟如下:

1) 采集待測信號，并對其進行FFT頻譜分析，獲取各次諧波的幅值。

2) 將基波幅值V1和各次諧波幅值V2~Vn代入公式，計算出THD。

3. 操作步驟

下面以普源DS1102E示波器為例，介紹具體的測量步驟:

1) 將待測信號接入示波器的輸入通道。設置合適的輸入量程和采樣率，確保信號波形清晰完整。

2) 進入"頻譜分析"菜單，選擇"FFT"功能。設置FFT的參數，如窗函數、頻率范圍等，以獲得良好的頻譜分析效果。

3) 觀察FFT頻譜圖，找到基波頻率和各次諧波的幅值。記錄下基波幅值V1和各次諧波幅值V2~Vn。

4) 將這些數據代入THD計算公式，即可得到信號的THD值。示波器也可以直接給出THD的計算結果。

4. 測量注意事項

1) 信號輸入電平要適中，避免出現過載或過小的情況，影響測量精度。

2) 選擇合適的FFT參數，如窗函數、頻率范圍等，以獲得準確的頻譜分析結果。

3) 確保待測信號為純正弦波，不含其他干擾成分，否則測量結果會受到影響。

4) 測量環境要盡量靜謐，減少外界干擾對測量的影響。

5) 根據實際情況，可適當調整示波器的觸發模式和耦合方式，以獲得穩定的波形顯示。

5. 應用案例

下面以一個音頻功放電路為例，介紹如何使用普源示波器測量其THD:

1) 將功放的輸出信號接入示波器通道，設置合適的輸入量程。

2) 進入FFT頻譜分析模式，觀察信號的頻譜圖。找到基波頻率和各次諧波的幅值。

3) 將這些數據代入THD計算公式，得到功放輸出信號的THD值。

4) 可以調整功放的工作狀態，觀察THD的變化情況，分析功放的失真特性。

通過這種方法，可以快速、準確地測量出音頻設備的THD指標，為設備的性能優化提供依據。

普源示波器憑借其強大的信號分析功能，可以方便地測量電子電路中信號的THD指標。本文詳細介紹了使用普源示波器測量THD的具體方法，希望對從事音頻測試的工程師們有所幫助。