关于失真度测量仪在检测工作的应用分析

摘要：本主要论述失真度测量仪在检测工作当中应用分析，以下属于个人观点，仅供参考！

关键词：失真度测量仪、检测、方法分析

引言：

失真度测量仪主要是用来测量正弦波信号的非线性失真度。它是教学、科研、家 电维修等工作中常用的一种仪器。虽然不同厂家和不同型号的失真度测量仪，但其功能、操作方法不尽相同。

1、 失真的概念

当信号通过放大器时， 都希望真实地将原信号放大， 而不应将原信号中不同频率的分量有不同等的放大， 更不应该产生新的频率分量。否则都将使原信号发生变化， 即造成失真。前一种失真称为频率失真，后一种失真称为谐波失真或非线性失真。本文论述非线性失真。非线性失真的实质是由于出现高次谐波而引起的正弦信号波形的失真，非线性失真的大小取决于谐波含量的大小， 非线性失真的程度常用非线性失真系数 （ 简称失真度K） 来评价，定义为全部谐波能量与基波能量之比的平方根值，当负载为纯电阻时也可用全部谐波电压（电流）的有效值与基波电压（电流）有效值之比的百分数。

2、非线性失真系数的主要测量方法

测量非线性失真系数的主要方法有谐波分析法和基波抑制法两种。

2.1谐波分析法是基于失真系数的定义式，采用具有选频功能的身边，实现基波和谐波的分离测量，即分别测出基波电压有效值U1和各次谐波电压有效值U1、U2、U3、……Un，然后用定义算出K值，这是一种直接测量法，常用设备又选频电压表、波形分析仪、频谱分析仪和测量接收机等。

2.2基波抑制法是先用电压表测出被测信号电压的总有效值，然后接入基波抑制电路将基波滤除，再用电压表测量滤掉基波后剩下的全部谐波电压的总有效值。用下式计算失真系数：

Kr= ――――――Kr不同于定义值K，但可用有关公式换算。

3、在失真度测量仪工作应用中的问题分析

3.1测量方法和仪器的选择

在实际测量中需要针对被测信号的频率范围、失真度的大小和测量环境的需求等因素，合理地选取测量方法或测量仪器，否则，将会造成过大的测量误差或测量成本的升高。

3.2失真度测量精度的检验

对失真度测量精度的检验是失真度测量中涉及的重要问题，尤其对于采用数字化测量算法的开发人员，如何生成失真信号进行仿真实验验证算法是一个至关重要的问题。

由于三角波、方波和锯齿波为自然失真波，从理论上讲由无穷多次谐波叠加而成，比任何人为合成的标准失真源更为合理和精确，所以以上三种波形常被用作失真度测量仪检定的典型函数，非常适合于大中量程的检定。采用典型失真检定函数的方法对于数字化方法的失真度测量准确度的验证和比较尤为方便。

3.3噪声干扰引入的误差影响

在失真度测量中由硬件装置内部的干扰、噪声等引入的杂散干扰以及失真度测量仪内部所引起的附加失真度等因素的影响较小，一些性能较好的失真度测量仪中这些影响可以很小量级。因此，噪声、干扰对大失真度的测量影响甚微，但对于小失真度的测量影响较大。

3.4失真度测量仪的计量

3.4.1将失真仪检定装置功能开关置于一档， 此时基波信号加在叠加器的两端， 此时叠加器上无谐波电压， 根据频率计的指示， 可将基波频率调到待检频率上 （1kHz）， 同时根据电压表的指示， 将基波输出电压调到1. 0V。

3.4.2 将检定装置置于二档， 此时谐波信号通过谐波分压器加在叠加器两端， 这时桥路上无基波信号， 按照和基波同样的调节方法， 将谐波频率调到所需频率上（1kHz基波的二次谐波为2kHz） ， 将谐波输出电压调到1.0 V 。

3.4.3将检定装置调回到一档， 失真仪调置校准档， 衰减器置于 0dB（即未衰减） ， 用检定装置基波信号对失真仪进行 “校准”， 调节失真仪校准控制旋钮， 使表头指针指示在满度 （1V ， 100% ） 位置。

3.4.4 将检定装置置于三档（“失真”档） ， 调节检定装置谐波分压器， 得到不同失 真 度的失 真波， 进行失真仪失真度误差的检 测。

3.4.5 上述方法由于“校准”时使用的是基波抑制法， 所以失真仪测得值为定义值， 根据定义值的大小， 可以得出该失真仪失真度误差的大小。

4.结语

随着数据采集速率和精度的提高以及计算机技术的发展，失真度测量趋于多功能化，甚至可将频谱、功率谱，波形参数等多参数的测量功能融为一体。失真度测量仪可实现失真度，真有效值，信噪比，信号频率，直流电压的测量，同时该仪器中内置有标准失真源，所以在不需任何其它辅助设备的情况下可实现冲击响应的自动测试。这将有利于失真度测量仪的高精度，小型化，并满足特定测量应用场合的需要。