电子测量第9章信号分析和频谱测量

第九章信号分析和频域测量9.1频谱分析的基本概念

9.2扫描式频谱仪

9.3数字实时频谱仪

9.4频谱仪的应用

9.5谐波失真度测量

9.6调制度测量1从信号的运动规律（随时间变化）上分为：---确定性信号与非确定性信号；3从信号的幅值和能量上分为：---能量信号与功率信号；4从分析域上分为：---时域与频域；2从连续性上分为：---连续时间信号与离散时间信号；信号的分类与描述

确定性信号与非确定性信号

确定性信号可分为周期信号和非周期信号，而非周期信号又可分为准周期信号和瞬变信号。随机信号可分为平稳随机信号和非平稳随机信号，而平稳随机信号又可分为各态历经信号和非各态历经信号。信号分类如下图所示。

连续信号与离散信号

根据作为独立变量的时间取值是连续的还是离散的，又可把信号分为连续时间信号和离散时间信号，简称连续信号和离散信号。时间和幅值均为连续的信号又称为模拟信号，时间和幅值均为离散的信号则谓之数字信号。信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。

时域分析与频域分析的关系时间幅值频率时域分析频域分析信号的时域描述与频域描述

信号的时域描述只能反映信号的波形随时间的变化特征，但不能明确揭示频率对幅值和相角的影响。频域描述补充了以上不足，即以频率作为独立变量建立了与频率之间的函数关系，从而揭示了信号幅值等信息随频率变化的特征。例：方波信号的频谱周期信号的傅里叶三角级数展开式周期信号频谱的以下三个重要特点：1.离散性周期信号的频谱是由离散的谱线组成的，每一条谱线表征一个谐波分量。2.谐波性每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，不存在非整倍数的频率分量。3.收敛性各频率分量的谱线高度与对应谐波的幅值成正比，且随频率的增高其幅值越来越小。非周期信号的傅里叶变换

对于任意一个非周期信号，都可以看作是当周期信号的重复周期T趋于无穷大时转化而来的。

非周期信号是时间上不会重复出现的信号，一般为时域有限信号，具有收敛可积条件，其能量为有限值。这种信号的频域分析手段是傅立叶变换。或求解：非周期信号的傅里叶变换非周期信号可分解为无数多个频率谐波之和；而且是连续和，不可列；区别于周期信号。非周期信号在单位频宽上的幅值，称为幅值谱密度。相位频谱。非周期信号频谱的以下特点：1.连续性非周期信号的频谱是连续、不可列的。2.收敛性随频率的增高其幅值越来越小，主要能量集中在低频段，例如非周期的矩形脉冲信号（0-1/τ内）。1矩形窗函数的频谱几种典型信号的频谱尺度的展缩；时域与频域对称；2.单位脉冲函数（函数）及其频谱函数:是一个广义函数，是物理不可实现的理想信号。tS(t)tS(t)tS(t)1/函数的抽样特性（a）、卷积特性(b)(t+t0)(t-t0)函数为非周期函数，频谱按傅里叶变换求取：函数的均匀频谱特性(c)由对称性可得：函数的其他有用推导由时移性可得：由频移性可得：3.周期信号的傅里叶变换

即周期信号的傅里叶变换或频谱密度是由位于基频和基频整数倍频率处的一系列脉冲所构成，其脉冲强度等于该周期信号傅里叶级数的系数Cn

4.正、余弦函数的频谱对上述正、余弦函数等号两侧求傅里叶变换得：两者的时域频域图为（略）5.周期单位脉冲序列的频谱周期单位脉冲序列及其频谱，仍为周期脉冲，周期互为倒数

周期单位脉冲序列解析表达：9.1频谱分析的基本概念9.1.1频谱1.基本概念频谱：

组成信号的全部频率分量的总集 通常指随频率变化的幅度谱

频谱测量的基础是付里叶变换频谱类型：离散谱（线状谱），连续谱时域与频域分析：时域周期非周期连续离散频域周期非周期连续离散付氏变换2周期信号的频谱特性离散性：频线离散，由无穷多个冲激函数组成谐波性：谱线只在基波频率的整数倍上出现收敛性：谐波幅度随着谐波次数的增大而减小脉冲宽度与频带宽度重复周期变化对频谱的影响能量谱和功率谱3非周期信号的频谱频谱连续:频谱密度函数F(jω)是ω的连续函数f(t)为实函数时，F(jω)=F*(-jω) f(t)为虚函数时，有F(jω)=-F*(-jω)。幅度谱|F(jω)|关于纵轴对称 相位谱ej(ω)关于原点对称4离散时域信号的频谱序列付氏变换：以ejn作为完备正交函数集，对给定序列做正交展开。频谱是周期性的,周期为2π。周期离散序列，频谱离散

非周期离散序列，频谱连续9.1.2信号的频谱分析技术频谱分析的内容：信号本身的频率特性分析:

如幅度谱、相位谱、能量谱F2(jω)

、功率谱等测量；线性系统非线性失真的测量:

如噪声、失真度、调制度等测量。频谱分析仪的基本原理:FFT分析法：适于瞬态信号的频谱测量。扫描分析法:在任意瞬间只有一个频率成分能被测量，无法得到相位信息。 适于连续信号和周期信号的频谱测量。

扫频式、差频式频谱分析仪分类分析处理方法：模拟式、数字式、模数混合式基本工作原理：扫描式、非扫描式处理的实时性：实时、非实时频率轴刻度：恒带宽（线性刻度） 恒百分比带宽（对数刻度）输入通道数目：单通道、多通道工作频带：低频、高频、射频、微波等9.2扫描式频谱仪9.2.1滤波式频谱分析技术1.基本原理

带通滤波器：选出待分析信号 中心频率是多个或可变的

检波器：获得频率分量的幅度（直流信号）

显示器：将直流信号的幅度显示出来并行滤波式扫频调谐滤波式扫频外差滤波式数字滤波式并行滤波式频谱仪也可以是多个检波器后再接电子扫描开关扫频调谐滤波式频谱仪中心频率可调谐的窄带滤波器;结构简单，电调谐滤波器损耗大、调谐范围窄、频率特性不均匀、分辨率差，适用于窄带频谱分析.视频检波器X放大Y放大ux电调谐滤波器锯齿波发生器扫频外差式频谱仪X放大Y放大检波扫描信号发生器fxLOfLIF滤波——窄带滤波器中心频率固定——将要分析的频率分量搬到固定的滤波器处进行滤波数字滤波式频谱仪数字滤波器可以实现与并行滤波式等效的实时分析。滤波器的中心频率由时基电路控制。

数字滤波式频谱仪在现代频谱分析仪中占有重要地位。频率分辨力高，具有高稳定性、可重复性和可编程性等优点。2.带通滤波器的性能指标带宽3dB带宽(半功率带宽)矩形滤波器带宽有效噪声带宽

分辨力带宽（RBW）反映滤波器区分两个相同幅度、不同频率的信号的能力波形因子（矩形系数）波形因子SF小的特性曲线更接近于矩形，选择性好带宽选择性：反映区分两个幅度差60dB信号f1与f2之间的最小频率间隔，较小幅度信号峰谷差3dB。模拟式

数字式滤波器0dB对数频率-10dB-20dB-30dB-40dB-50dB0.2f00.5f0f02f05f0倍频程选择性1倍频程1倍频程恒带宽与恒百分比带宽等绝对带宽或等信息量带宽：

一次分析中滤波器带宽恒定

线性频率刻度下关于f0对称恒百分比带宽:

绝对带宽B与中心频率f0的比值（即相对带宽）是常数。 对数频率刻度下关于f0对称

常用“倍频程选择性”表示远离中心频率一倍频率处（0.5f0和2f0）的滤波器衰减量。n=2，即2倍频程n=1/3，1/3倍频程滤波器响应时间（建立时间）定义：信号从加到滤波器到获得稳定输出（达到稳幅幅度的90％）所需的时间TR。特点：它与绝对带宽B成反比：TR∝1/B。性质1：窄带滤波器建立时间长，但频率分辨率高、信噪比好；宽带滤波器响应时间短，测量速度快；性质2：响应时间限制扫描分析速度，影响实时性。扫描时间太快，滤波器无法建立稳定输出9.2.2外差式频谱仪基本思想——“超”外差式接收机本振频率>输入频率

无线电接收机中普遍使用的自动调谐方式 改变扫频本振频率来捕获待测信号不同频率分量fL=fI+fxfIfxf1方案：改变本振fL使得差频输出送入到固定中频为fI的带通滤波器。所以，只需连续调节本振fL，输入信号频率范围内所有频率分量就依次连续进入中频滤波器，输出该频率分量的响应。fI=ΔfL1-fX频谱分析的传统途径，在高频段占据优势。频率范围宽、灵敏度高、频率分辨率可变，目前频谱仪中数量最大的一种。频率分辨率决定于中频滤波器，但需多次变频。被分析的频谱依次被顺序采样，不能进行实时分析。 只能提供幅度谱，不能提供相位谱。1外差式频谱仪的组成视频滤波X放大Y放大fx检波扫描信号发生器LOfLIF滤波中频信号处理输入电路2输入通道

又称射频前端，其作用是对测试范围做混频处理获得固定中频、调节输出电平。！相当于宽频段、窄带宽外差式自动选频接收机

输入低通滤波：滤除分析范围以外的频率分量。输入衰减：避免电平过高引起失真，阻抗匹配。低噪声放大：从电平上保证获得较佳混频效果。混频器：频率变换|mfL±nfX|=fI令m=n=1，|fL±fX|=fIfI=fL-fX

fI=fX-

fL

低中频方案的镜像频率交叠问题——镜像频率也可以通过中频滤波器！

而且，如果输入频率的范围大于2fI，镜频更宽，将与镜频在本振处交叠。

——镜频滤波器？

通常频谱仪输入频率非常宽，一般的抑制镜频滤波器难以实现调谐。

——采取高中频方案，本振频率相应提高。|fL±fX|=fI镜像频率问题：被分析信号中fL-

fI的频率分量以及fL+fI的频率分量同时通过中频滤波器fI=fL-fXfI=fimage-

fL

抑制镜频的高中频解决方案镜频范围远在输入频率范围之上，两者不会交叠；中频频率越高，镜频距本振越远，可避免因交叠而带来的滤波器实现问题。用固定调谐的低通滤波器滤去镜频。ffI频率变换输入频率范围本振频率范围镜像频率范围低通滤波fI=fL-fXfI=fimag-fL多级混频高中频很难实现窄带带通滤波和性能良好的检波，需要进行多级变频（混频）处理。第一混频实现高中频频率变换，再由第二、三级甚至第四级混频将固定的中频逐渐降低。每级混频之后有相应的带通滤波器抑制高次谐波交调分量。固定中频低通滤波带通滤波带通滤波射频输入100KHz~3GHz第一本振4GHz~6.9GHz3.9GHz第二本振第三本振3.56GHz340MHz329.3MHz10.7MHz3中频信号处理完成固定中频信号的自动增益放大、分辨率滤波等处理。中频滤波器的带宽通常可程控，以提供不同的频率分辨率。

中频信号幅度调节：自动增益电路。末级混频的增益必须能够以小步进精密调节，以保持后续电路中的最大信号电平固定而不受前端的影响。中频滤波器：减小噪声带宽、分辨各频率分量。频谱仪的分辨率带宽由最后一个中频滤波器的带宽决定。数字滤波器选择性较好、没有漂移，能够实现极稳定的窄分辨率带宽。4检波器中频信号：调幅波包络检波器：产生与中频信号的电平成正比的直流电平。由一个二极管和一个并联RC电路串接而成。合适的时间常数选择，频率扫描速度太快检波器会来不及响应。5视频滤波器

用于对显示结果进行平滑或平均，以减小噪声影响。基本原理：低通滤波器 视频滤波器截止频率（VBW）小于RBW时，视频系统跟不上中频信号包络的快速变化，使信号的起伏被“平滑”掉。VBW选择：扫描时间允许的前提下，尽可能小，以实现滤波平均。经验公式： 正弦测量——RBW/VBW=0.3-1

脉冲测量——RBW/VBW=0.1

噪声测量——RBW/VBW=9

（削弱噪声峰峰值的变化，效果明显）6踪迹处理频谱仪进行一次扫描所得的频谱图的迹线即“踪迹”（Trace）、“扫迹”、“轨迹”、“轨迹线”。

标记（Marker）：最大/最小值、相对幅度或频率，有助于改善相对测量精度、减小读数误差。

踪迹平均处理：对同一输入信号多次扫描所得的踪迹进行的平均。

线性加权踪迹平均、指数加权踪迹平均

踪迹平均的平滑与视频滤波的平滑原理区别9.2.3外差式频谱仪的主要性能指标输入频率范围频率扫描宽度扫描时间频率分辨率频率精度相位噪声/频谱纯度动态范围1dB压缩点和最大输入电平本底噪声灵敏度/噪声电平幅度测量精度本振直通/直流响应频率指标幅度指标1.输入频率范围

正常工作的最大频率区间，由本振频率范围决定。 可从低频段至射频段、微波段，如1KHz~4GHz。2.扫描宽度（Span）分析谱宽、扫宽、频率量程、频谱跨度。 表示一次测量（或频率扫描）所显示的频率范围，可以小于或等于输入频率范围。 自动调节或人为设置。3.扫描时间（SweepTime，ST）

完成一次全扫描宽度测量所需的时间——分析时间。 越短越好，但为保证测量精度，必须适当。 最小扫描时间由测量通道的电路响应时间决定。4.频率分辨力（ResolutionBW）频率分辨力：表征将最靠近的两个相邻频谱分量分辨出来的能力。 中频滤波器3dB带宽（RBW） 受本振稳定度和相噪影响

RBW通常按照1-3-9或1-2-5步进。最小一档RBW值就是频率分辨力指标，如90Hz。

裙边分辨力：两个相邻频谱分量幅度相差60dB时的分辨力（BW60dB），与形状因子相关。频率分辨力频率分辨力的动态特性中频滤波器的动态特性（扫速过快时）： 谐振峰巅向扫频方向偏移，峰值下降，3dB带宽被展宽，曲线不对称。 ？由L、C元件组成的谐振电路，信号来不及建立和消失时间，特性曲线出现滞后和展宽。RBW、VBW、ST及Span联动设置：

VBW>RBW：不受VBW影响，与RBW2成反比：VBW<RBW：ST与VBW成线性反比。 视频带宽减小n倍，扫描时间增加n倍

谱仪一般具有自动配置扫描时间功能5频率精度

即谱仪频率轴的绝对频率的读数精度。6相位噪声/频谱纯度

相噪，频率短稳指标。表现为载波边带，也称边带噪声。通常用在源频率的某一频偏上相对于载波幅度下降的dBc数值表示，如＜－90dBc@10KHz。相噪由本振频率或相位不稳定引起。有效设置频谱仪参数可使相噪达到最小（RBW减小，相噪降低），但无法消除。相噪也是影响谱仪分辨不等幅信号的因素之一。频域取样量化误差SPAN精度RBW精度参考频率精度固有频偏7动态范围（DynamicRange）

同时可测的最大与最小信号的幅度比。一般70-120dBc影响因素：混频器的失真特性——限制最大信号电平混频器是非线性器件，信号电平加大时，高次谐波影响加剧二阶、三阶交调失真：二次、三次谐波的影响，二阶失真以基波功率增量的平方增加，三阶失真以立方增加灵敏度——限制最小信号电平本振相位噪声——限制观测近端微弱信号能力

与输入信号一同进入混频器的输入端，影响近端测试 近端测试：测量点离信号载波较近，如100kHz之内 相位噪声边带限制81dB压缩点和最大输入电平

1dB压缩点:

动态范围内，因输入电平过高而引起的信号增益下降1dB时的点。表征过载能力。 为避免非线性失真，参考电平必须位于1dB压缩点之下。

最大输入电平:

可正常工作的最大限度

0dB衰减时，第一混频是决定性因素

0dB以上衰减时，反映衰减器的负载能力9本底噪声（NoiseFloor）

固有热噪声，表现为接近显示器底部的噪声基线 噪底,

可导致输入信号信噪比下降，是灵敏度的量度10灵敏度/噪声电平

在特定分辨率带宽下，或归一化到1Hz带宽时的本底噪声，一般-100~-150dBm。

描述在没有输入信号时因内部噪声而产生的读数,高于该读数的输入信号才可能被检测出来。 也常用显示平均噪声电平（DANL）。 减小RBW可以降低内部噪声电平，提高灵敏度。11幅度测量精度

绝对幅度精度：针对满刻度信号的指标，受输入衰减、中频增益、分辨率带宽、刻度逼真度、频响及校准信号本身的精度等的综合影响；

相对幅度精度：测量方式有关，在理想情况下仅有频响和校准信号精度两项误差来源，测量精度可以达到非常高。12本振馈通/直流响应

本振馈通：实际混频器会通过部分本振和射频信号，当本振频率与中频滤波器的中心频率相同或非常接近时，这个对应于零频（直流）输入的本振信号将通过中频滤波器，造成真正的零频或低频分量幅度测量时不准确。

直流响应：因本振馈通而产生的零频响应。通常用相对于满刻度响应的dB数度量。 当低端频率距零频较远（如9KHz）时，可以略去。幅度测量上限由允许输入的最大电平决定，下限取决于仪器固有噪声或本底噪声。放大、检波等器件的动态范围都很小，不可能在同一次测量的设置下同时达到这两个限制。用户会根据不同需要选择最大显示电平（参考电平），输入衰减、中频增益是两个决定性因素，需折中考虑。衰减量过小：可能导致第一混频受损，失真产生的频率分量干扰正常显示，衰减量取决于第一混频及其后续部分的动态范围。衰减量过大：导致信噪比降低，减小动态范围。实际应用中，即使参考电平非常低，通常也会将输入衰减设置为最小值（如10dB），以获得较好的匹配，提高幅度测量精度。输入衰减、中频增益、参考电平的联动设置9.3数字实时频谱仪扫描式谱仪的问题顺序扫描，非实时频率分辨力低（受限于中频滤波器）扫描速度与分辨力之间的矛盾数字化解决方案用DFT逼近连续时间信号的频谱时域的离散化和有限化时域离散化时域有限化频域的有限化和离散化对连续信号的谱分析可以用其有限化和离散化的DFT来逼近！2DFT误差分析栅栏效应

N个时域样本观察N个离散频谱值 通过栅栏观察景物

频谱相对于折叠频率ff（ff=fS/2）对称，只需保留（N/2）+1个有效节点，对应于频率从0到fS/2

。混叠效应

采样频率不够高产生频谱混叠频谱泄漏

时域截断频域谱线变宽—频谱泄漏 增大主瓣宽度、缩小旁瓣幅值—能量集中于主瓣 旁瓣代表高频分量 矩形窗时域变化激烈，频谱泄漏严重—改变窗口形状 三角函数窗（海宁窗、汉明窗）、指数窗（高斯窗）等DFT频谱泄漏现象3FFTDFT（IDFT）运算量：复乘法—N×N

复加法—N×(N-1)FFT：1965年J.W.Cooley（库利）和J.W.Tukey（图基）总结出N=2M条件下，一种通用、快速计算DFT的方法基2-FFT（蝶形）算法： 每次将序列按奇、偶（或前、后）分成两段，直到最后进行长度为2的DFT(IDFT)计算，N点=2M,

需M次分解。4FFT分析仪输入信号：基带信号抗混叠滤波器采样频率FFT：DSP完成输入ADC处理显示fs信号调理抗混叠滤波FFT存储FFT分析仪的性能指标频率范围：采样频率fS决定。防止混叠，fS>2.56fmax频率分辨率：Δf=fS/N动态范围：取决于ADC的位数、数字运算的字长或精度。灵敏度：取决于本底噪声，主要由前置放大器噪声决定。幅度精度：包括计算处理误差、频谱混叠误差、频谱泄漏误差、每次单个记录分析的统计误差等。其中统计误差与信号处理方法、谱估计方法、统计平均方法及次数有关，通过改变设置和多次分析之后才能获得较好结果。分析速度：取决于FFT运算时间、平均运行时间及结果处理时间，实时频谱分析的频率上限可由FFT的速度推得。其他特性：窗函数种类、数据触发方式、显示方式、结果存储、输入/输出功能等。FFT分析仪的特点FFT分析仪速度快、分辨力高

外差式测量速度受限于RBW，尤其低频段区

FFT分析速度仅取决于量化和FFT计算时间 相同频率分辨力下，FFT分析仪快得多

FFT分析仪频率覆盖范围低

受限于ADC速度

实时宽带谱仪 外差式扫描技术+FFT技术 外差式的频率范围+FFT的分辨率

在很高的频率上进行极窄带宽的频谱分析

9.3.2实时宽带频谱仪1基本组成原理前端：程控衰减器、低通滤波器、混频器、扫源宽带滤波:中频带通，不同与传统谱仪的窄带滤波器中频预处理：放大、滤波、ADCFFT分析: DDC（数字下变频） 抽取（降速）、FFT计算RF输入LOADCDDC处理显示fLLPF中频预处理宽带滤波抽取FFTFFT分析基本组成原理0ffI中频带宽0f输入频率范围一次分析频段模拟式：逐点分析 数字式：逐段分析段的宽度即中频分析带宽，取决于ADC采样速率窄带滤波器宽带滤波器 对扫源步进要求降低在分析带宽内实时，可分析幅度谱和相位谱2DDC—数字下变频传统采样理论：fs﹥2fm

带通采样理论：fs﹥2（fH-fL） 频谱搬移：将频谱搬移到基带 数字混频（DDC）：分析频带的选择 数字正弦波频率：f03数据抽取—降速处理

为提高频谱分辨率，在保证fS的前提下增加分析点数——计算速度问题突出!降速处理：记录长度N不变，抽取分析点数，相当于降低fS为何不直接降低ADC采样率？——一次采样可分析的带宽数据抽取意味着分析带宽降低 数字抗混叠滤波，结合DDC，选择处理“子带”

3实时谱仪中频结构9.4频谱分析仪的应用频谱仪—

“射频万用表”

综合性、多功能信号特性测试仪： 幅度/功率谱、调制度、相噪、失真、邻近信道功率 频谱仪+跟踪发生器：线性和非线性电路测试与示波器等时域测试仪器相比的优势

灵敏度高—uV,mV

频带宽—几十GHz，几百MHz

失真和调制信号测试：5%的失真示波器很难观察

9.4.1正弦信号的测量1 信号幅度/频率测量

测量相对电平直接法：直接MARKER读数*射频替代法：影响增益的其它旋钮不动，调整输入衰减器，使要比较的两个正弦信号有同样的高度，输入衰减器两次测量中的差值为相对电平差。*中频替代法：与射频替代法类似。 中频衰减器精度高、调节范围宽。

测量绝对电平先用标准信号预先校准谱仪的增益误差：校准、衰减器、刻度、读数、中频增益、频响、非线性、噪声—一般4-10dB是否饱和、扫描速度是否过快9.4.4脉冲信号的测量雷达和数字通信中的一类重要信号，周期脉冲串测量内容：载波频率、脉冲重复率、脉宽、脉冲峰值功率要点：1、频谱的零点位置2、脉冲信号的谐波的位置3、谐波的总体形状即包络与单脉冲谱相同4、脉冲重复率PRFf0载波频率脉冲信号的测量1窄带测量

RBW<0.3PRF，能区分每一条谱线，线状谱。

窄RBW可改善信噪比，显示结果与实际频谱接近。改变扫描宽度能使被测频谱适当地加宽或变窄，但不会影响频谱的形状。脉冲信号的测量2宽带测量

0.1/τ>RBW>1.7PRF，

显示脉冲的谱包络而不展示谱线细节，包络谱或脉冲谱。

扫描时间ST≥100/PRF=100T,Bi脉冲带宽9.4.5相位噪声的测量相位噪声：随机性频率变化，相位不稳定度随机。短期稳定度的表征，频谱纯度的一个重要度量指标。 时域：波形零点抖动，不易辨别 频域：载波的边带。单边带相位噪声：通常指在载波频率的某一固定频偏处，在1Hz带宽内相对于载波电平的幅度，单位为dBc/Hz。测量步骤：1、测量载波功率Ac2、测量固定频偏处的噪声幅度3、相位噪声为，

修正噪声带宽影响噪声带宽不能保证1Hz测量相噪时RBW的选择：

应该可以抑制载波功率对所测频偏处噪声的影响

，降低RBW值应与测量时间折中；动态范围因素：

若输入电平大到可不考虑固有热噪声，则在较小的载波频偏处，动态范围就取决于相位噪声PN，远端决定于热噪声；目前，频谱仪可直接测试PN3***频谱纯度测量谐波、杂波、寄生调制、噪声、频率稳定度宽带扫频、使基波高度等于0dB寄生调制：一对高度相等，只有一种寄生调制 一对高度不等，既有寄生调幅又有寄生调频 只有一根，可视为对称处有另一根极小的 可以认为寄生调制与杂波是同一事物，前者侧重从时域考虑，后者侧重从频域考虑 寄生调制系数=U’/Us频率稳定度：窄带扫频状态，观察谱线漂移或晃动 相位噪声功率谱密度估算短稳9.5谐波失真度测量9.5.1定义谐波失真（非线性失真、失真）：纯正弦信号通过电路后，产生新的频率分量，如谐波分量。描述信号实际波形与理想波形的差异。线性电路的输出信号与输入信号具有相同的频率。失真模型(幂级数模拟)定义

单音输入: Vin=Acosωt直流分量、基波、二次、三次谐波直流分量受二次系数k2的影响，基波受三次系数k3的影响，二次谐波的幅度与A2成正比，三次谐波幅度与A3成正比。输入信号电平每变化1dB，基波也将近似变化1dB，二次谐波将改变2dB，三次谐波将改变3dB。定义

双音输入:

Vin=A1cosω1t+A2cosω2t

当双音输入信号的幅度变化1dB时，输出信号的二次项幅度变化2dB；三次项变化3dB。失真度(系数):全部谐波能量与基波能量之比的平方根值。对于纯电阻负载，定义为全部谐波电压（或电流）有效值与基波电压（或电流）有效值之比的平方根。％或dB。9.5.2谐波失真度的测量方法

谐波失真度的测量方法有很多，例如：

谐波分析法——用频谱仪分别将信号基波和各次谐波的幅值一一测出，然后按定义计算，属于直接测量法；

基波抑制法——静态法，对被测器件输入单音正弦信号，并通过基波抑制网络进行直接测量；

白噪声法——动态法，利用白噪声作为测试信号，测出被测器件在通带内的各频率分量因交调而产生的谐波。1基波抑制法

由于基波难以单独测量，当失真度较小时，上述失真定义式可近似为：

按照近似式测量失真度，所得的是谐波电压总有效值与被测信号总有效值之比。近似的条件：当失真度小于9％时，可用近似失真度测量值D代替定义值D0，否则需对D值进行换算或修正。换算公式为：基波抑制法基波抑制网络:陷波滤波器，滤掉基波而使其余谐波通过。S切到1：测被测信号的电压总有效值。调节输入电平使电压表指示为一规定的基准电平值，该值完全对应于失真度大小，也就是使近似式中的分母为1——这个过程称为“校准”；S切到2：调整基波抑制网络使电压表指示最小，对基波的衰减最大，测出谐波电压总有效值。由于电压表已经过校准，故当前指示值就是D值。2白噪声法白噪声：频谱密度均匀分布UN中心频率f0的带阻滤波器产生频谱缝隙失真电路噪声分量互调导致大量组合频率，f0及附近产生新的频率分量用选频电压表选出f0分量(电压幅度Uout)，U为同一带宽下其他频率处的电压表读数。广谱测量技术，动态测量方法

9.5.3失真度测试仪简介可调谐陷波滤波器滤掉基波，检波获得谐波有效值电压通过旁路直接进波，获得信号总有效值电压除法器运算，测试结果包含了总谐波加噪声失真

衡量收录机、电声设备及信号源等输出性能。典型技术指标：频率范围（9Hz~600KHz）、测量范围（0.0