失真度测量仪
音频测试-失真仪-使用方法
类别音频设备版本R1文件编号C304-DISTOR-制定部门品保部制定日期2011年12月02日页次1/3 ★目的：介绍失真仪的使用方法，使相关人员能正确操作失真仪。
★失真仪（DISTORTION METER）概述失真仪是用来测量放大电路信噪比的一种常用电子仪器。
由于放大电路对基波、二次谐波、多次谐波均具有放大作用，每个放大电路对高次谐波的抑制作用是不同的，为了测量这些谐波成分相对于基波成分所占的比例，我们引用失真度来表示。
注意这里的失真度不同于幅度失真（截止失真和削顶失真）。
下图1是我厂常用的TMD-1911型号的失真仪，失真度与电平同时以两只表头显示。
可以用来测量400Hz±10%和1000Hz±10%信号的失真度, 测量范围从0.01%～30%，共有0.1%、0.3%、1%、3%、10%、30%六个量程。
还可以对20Hz～50KHz的交流信号电压、电平进行测量,测量范围从100mV～100V，共有100mV、300mV、1V、3V、10V、30V、100V七个量程。
图 1★ TMD-1911失真仪面板介绍此面板共分为左右两边，左边的为电平测量面板，右边的为失真度测量面板。
下方的琴键按钮为量程选择按钮，左边的为电压量程，右边的为失真度量程。
量程上方的黑色小孔为调零电位器，左边用来调左边表头指针，右边用来调右边表头指针。
左边的表盘为电平指示盘，有四条刻度线。
当读输入信号交流有效值时，逢1量程读第一条刻度，逢3量程读第二刻度；当读电平分贝值时，逢1量程读第三条刻度；逢3量程读第四刻度。
右边的表盘为失真度指示盘，有三条刻度线。
当读失真度的百分之几时，逢1量程读第一条刻度；逢3量程读第二刻度；当读失真度为多少分贝时，读第三刻度。
类别音频设备版本R1文件编号C304-DISTOR-制定部门品保部制定日期2011年12月02日页次2/3红色按钮为开机键，按下去为开机，弹出来为关机。
中间的接口（INPUT）为信号线接口。
4121自动失真仪使用说明
ZQ4121A型自动失真仪下载说明书打印本页1．概述2．技术参数3．工作原理4．使用方法5．维护与校准6．随机附件1．概述ZQ4121A自动失真仪是采用集成电路的电子测量仪器。
具有测试精度高、体积小重量轻、操作方便、性能可靠等优点。
本仪器主要用来测量音频信号及各种音频设备的非线性失真，又可作为音频电压表使用。
并能对放大器及各种音频设备进行信噪比和频率特性的测试。
由于仪器具有电平自动校准和频率自动跟踪装置，使得失真度测量大为简便，即使含有调幅的信号或含有频率抖动成份的信号，也能进行方便而稳定的失真度测试。
适用于科研、生产、通讯、教育、维修等部门及一切需要使用失真仪的场合。
2．技术参数2.1失真度测量：2.1.1测量频率范围：10Hz—109kHz分四个频段2.1.2失真度测量范围：a.20Hz—20kHz0.01%—30%b.10Hz—109kHz0.03%—30%2.1.3失真度测量误差：a.300Hz—5kHz不大于满度值的±7%±0.01%*b.20Hz—20kHz不大于满度值的±10%±0.015%**c.10Hz—109kHz不大于满度值的±15%±0.025%2.1.4机内引入失真：a.300Hz—5kHz不大于0.015%*b.20Hz—20kHz不大于0.025%**c.10Hz—109kHz不大于0.035%2.1.5输入电压自动调整范围：大于10dB2.1.6失真度最小可测电压：100mV2.2电压测量：2.2.1电压测量范围：300μV—300V2.2.2电压测量基本误差：不大于满度值的±5%（1kHz）2.2.3电压频率附加误差：输入量程开关100V以下：a.20Hz—50kHz不大于0.5dBb.5Hz—300kHz不大于1dB输入量程开关300V：a.20Hz—20kHz不大于0.5dBb.10Hz—100kHz不大于1dB2.2.4电压噪音底度：不大于50μV2.2.5最大可测信噪比：120dB2.3失真仪输入阻抗：100kΩ±2%，输入电容不大于100pF*400Hz高通，30kHz低通，在失真度0.03%档时均接入。
高精度失真度测试仪
高精度失真度测试仪摘要：设计并制作了一个高精度失真度测试仪，用于测量正弦波、方波以及三角波等等信号波的失真度。
该测试仪硬件系统基于AT89S52单片机，控制包括过零比较整形电路，倍频锁相环，加法器，A/D信号采集和系统显示板五部分组成；软件基于离散型傅立叶变换，应用准同步技术的失真度测量方法。
由于锁相环的作用，使得采样周期与信号周期严格同步，有效地克服了传统的基于DFT的失真度测量方法中非整周期采样引起的频谱泄漏对测量结果的影响，实验结果表明，该方法的采用使失真度测量的准确度提高了一个数量级，测量误差在百分之一以下。
关键字：倍频锁相环，A/D信号采集，离散型傅立叶变换目录1. 系统设计 (3)1.1 设计要求 (3)1.1.1 设计任务 (3)1.1.2 技术要求 (3)1.2 总体方案 (3)1.2.1 总体设计思路 (3)1.2.2 总体设计方案 (4)1.3单元电路设计 (4)1.3.1 过零比较整形 (4)1.3.2 加法器 (4)1.3.3 锁相环 (5)1.3.4 数据采集 (7)1.3.5 结果显示 (7)2. 数据处理 (7)2.1 准同步采样原理 (7)2.2利用准同步技术实现失真度的高精度测量 (9)2.2.1 失真度的定义 (9)2.2.2 周期信号基波和谐波幅值的测量 (9)2.2.3 基于准同步算法的失真度计算 (10)3. 软件设计 (10)3.1 开发软件及编程语言的简介 (10)3.2 总体程序流程 (10)4 系统测试 (12)4.1 测试仪器与设备 (12)4.2 指标测试 (12)参考文献 (12)附录：c51程序： (13)1.系统设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计并制作了一个高精度失真度测试仪，示意图如图一。
图1 总体示意图1.1.2 技术要求(1) 能测量正弦波、方波以及三角波等等信号波的失真度：(2) 失真度测量结果的相对误差在百分之五以内。
失真度测量仪的原理介绍
失真度测量仪的原理介绍概述失真度是信号处理过程中经常用到的量，是指在传输、变换或储存有关信号时，信号发生变形与失真的程度。
失真度测量仪是一种用于测量失真度的仪器，广泛应用于音频、视频等领域。
本文将介绍失真度测量仪的原理，包括失真度的定义、分类和测量方法，以及失真度测量仪的工作原理和测量流程。
失真度的定义和分类失真度是评价信号失真的量，通常用百分比表示。
它反映了信号经过某种处理后，与原始信号相比所发生的畸变程度。
在音频和视频领域，失真度是影响声音和图像质量的重要指标。
常见的失真种类有以下几种：1.谐波失真：当信号通过线性系统时，在系统的输出上会出现多余的频率成分，这种失真就称为谐波失真。
2.交调失真：当信号通过非线性系统时，各个频率成分之间会相互干扰，形成新的频率成分，这种失真称为交调失真。
3.相位失真：当信号通过某些系统时，不同频率的信号的相位延迟会不一致，从而影响信号的完整性和准确性，这种失真称为相位失真。
失真度的测量方法失真度的测量方法有多种，常用的有以下几种：波形比较法波形比较法是最直观的失真度测量方法，在该方法中，将信号的原始波形与经过处理后的波形进行比较，从而计算出失真度。
该方法要求设备输出与输入信号相同的波形，因此适用于低频和中频区域的信号。
谐波分析法谐波分析法也是一种常用的测量失真度的方法。
该方法中，信号经过滤波器后，将信号频谱拆分为各个谐波成分，然后对各个成分进行分析，从而计算出失真度。
该方法适用于高频信号的测量。
频谱分析法频谱分析法是一种利用频谱分析技术测量失真度的方法。
该方法适用于调频、调制、数字信号等多种信号的测量，可直观地反映出信号频率分布的情况，对于非线性失真的判定也比较准确。
失真度测量仪的工作原理失真度测量仪是一种专用的仪器，主要用于测量音频和视频等信号的失真度。
在测量时，需要将测量的信号输入到失真度测量仪中，然后仪器通过各种处理，对信号进行分析和处理，最终计算出信号的失真度。
信号失真度测试仪
信号失真度测试仪在电子设备生产、维护以及研发的过程中，信号失真度测试仪是必不可少的一种设备。
它能够对不同信号的失真度进行测试，为电子设备的制造和维护提供更加准确和可靠的数据支持。
本文将介绍信号失真度测试仪的基本概念、工作原理以及使用方法等方面的相关知识。
一、什么是信号失真度测试仪信号失真度测试仪是一种测量和分析信号失真度的仪器。
它可以通过测量输入信号和输出信号之间的失真程度，来检测信号的质量和精度。
通常，信号失真度测试仪可以测试的信号包括模拟信号和数字信号。
它可以提供一系列信号失真度的参数，如谐波失真度、交叉失真度、相位失真度等。
二、信号失真度的定义信号失真度是指信号经过传输或处理过程中发生的失真程度。
失真通常包括各种不同形式的畸变或扭曲，这些变化可能会对信号的精度、质量和可靠性产生影响。
常见的失真形式包括：•幅度失真：指信号在传输或处理过程中幅度变化的程度。
•相位失真：指信号在传输或处理过程中相位变化的程度。
•频率失真：指信号在传输或处理过程中频率变化的程度。
•时间失真：指信号在传输或处理过程中时间变化的程度。
•波形失真：指信号在传输或处理过程中波形发生的变形或变形程度。
三、信号失真度测试仪的工作原理信号失真度测试仪的核心是失真测试电路和失真算法。
它们能够测量输入信号和输出信号之间的差异，从而计算出信号的失真度。
具体来说，失真测试电路通常采用差分放大器、电压比较器、电流源和样本保持器等电路元件，用于测量信号的幅度、相位等参数。
而失真算法则使用数字信号处理技术进行计算和分析。
信号失真度测试仪可以根据实际需要进行不同类型的失真测试，如单端失真测试、差分失真测试、峰峰失真测试、最大失真测试等。
同时，它还可以提供不同的测试频率和信号源选项，以适应不同的信号类型和测试需求。
四、信号失真度测试仪的使用方法使用信号失真度测试仪需要注意以下几点：1.首先需要对信号失真度测试仪进行校准。
校准可以通过输入一个已知的幅度、相位等参数的信号进行。
失真度测量仪校准结果的不确定度分析
失真度测量仪校准结果的不确定度分析摘要：由于测量误差的存在，再加上测量自身定义和误差修正的不完善等等，使得测量结果带有不确定性如何更加科学合理地评价测量结果的质量的性。
如何更加科学合理地评价测量结果的质量的高低，是人们不断的追求。
基于此，本文从以下方面对失真度测量仪进行分析，并针对其测量结果进行分析研究。
关键词：失真度测量仪；测量不确定度；误差一、失真度测量仪电压校准不确定度评定1、概述1.1测量依据：JJF 1852-2020 《失真度测量仪校准规范》。
1.2测量条件：环境条件：温度（23±5）℃，相对湿度≤80％。
1.3测量方法：将多功能校准器5520A电压输出端与MAK-6571C失真度测量仪直接连接，由多功能校准器5520A输出交流电压给失真度测量仪，在多功能校准器5520A的读数作为实际值。
将失真度测量仪电压指示值与的多功能校准器5520A示值相减，其差值即为失真度测量仪电压测量的示值误差。
2、测量模型及不确定度来源分析2.1测量模型γ=Vx -VN式中：γ——失真度测量仪电压测量的示值误差；Vx——失真度测量仪测量显示的电压值；VN——多功能校准器5520A读得的值。
依据方差公式:得:传播系数:;合成标准不确定度为：2.2 不确定度来源分析失真度测量仪电压校准结果不确定度来源主要包括： 1、由失真度测量仪电压重复性引入的标准不确定度u (V x ) 2、多功能校准器允差引入的不确定度u (V N )。
3、标准不确定度评定本文以校准失真度测量仪，评定其测量1kHz 电压1V 测量结果不确定度为例。
3.1 由测量重复性引入示值测量的不确定度u (V x )将被校准失真度测量仪连接到多功能校准器，进行10次连续测量，每次测量均重新接线，得到测量列如下表所示：（单位V ）根据公式：计算测量值的重复性引入的不确定度表：u(V)=0.003V。
x)3.2多功能校准器最大允许误差引入的不确定度u(VN)，采用B类方法进行评由多功能校准器最大允许误差引入的不确定度u(VN定。
失真度测量仪
电子工业出版社
7.3.3 失真度测量仪的误差
包括:理论误差、基波抑制度不高引起的误差，以及电平
调节与电压表的指示误差。
1. 理论误差
定义：由于失真度测量值D与失真度定义值D0的不完全 相等而产生的误差，其相对误差为
为了减小理论误差，可以利用下式进行修正。
电子测量与仪器（第3版）
电子工业出版社
7.3.3 失真度测量仪的误差
2. 工作原理
采用基波抑制法测量方案。
平衡不平衡变换器将双端输入信号变为单端输出信号。
宽频带低噪声放大器用于放大被测信号。
陷波网络即基波抑制网络，用于在抑制基波信号。
电压测量电路采用真有效值检波，可以减小测量误差。
电子测量与仪器（第3版）
电子工业出版社
7.3.4 KH4135型全自动数字低失真度测量仪
另外，还有杂散干扰等引入的误差。
电子测量与仪器（第3版）
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7.3.4 KH4135型全自动数字低失真度测量仪
具有全自动失真度测试功能、内部自动校准、自动跟踪
滤波等功能，能够全自动测量信号电压、频率和信号失真度
等参数。
1. 主要性能指标
（1）失真度测量
（2）SINAD测量
SINAD即信纳比或信杂比，是信号、噪声和谐波
电子测量与仪器（第3版）
电子工业出版社
4. 使用方法
①按下面板上的电源开关，仪器自动进入电压测量状态。
如果未配GPIB接口，则显示全零；否则显示接口地址，例
如IE－23。
②电压测量 测量不平衡电压信号时，只需将信号电缆接
入本仪器的“HIGH”端，“BAL/UNBAL”键抬起，则被
测的信号电压和频率就会自动显示出来；测量平衡电压信号
DS-1C型程控失真度检定装置 使用说明书
DS-1C型程控失真度检定装置使用说明书中国计量科学研究院北京凯弘电子仪器有限公司2014年3月目录一、概述----------------------------------------------------------3二、主要技术指标----------------------------------------------3三、工作原理----------------------------------------------------51.整机方框图-------------------------------------------52.标准失真波信号的形成----------------------------53.标准不平衡电压的产生----------------------------64.主要单元电路简介------------------------------------7四、面板按钮和功能-------------------------------------------8五、使用方法----------------------------------------------------91.开机状态--------------------------------------------------92.检定失真仪-----------------------------------------------103.基波谐波输出电压设置及校-------------------------104.标准失真波电压设置及校准-------------------------115.校准电压表频响校准---------------------------------116.校准操作注意事项------------------------------------12六、程控操作指南---------------------------------------------12七、注意事项---------------------------------------------------15一、概述DS－1C型程控失真度检定装置是一种输出频率范围由5Hz至200kHz的高精度标准失真波信号发生器。
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二、主要特征
1．可测量的最小失真度达 0.01% 2．具有程控自动跟踪功能 3. 具有测试平衡信号或不平衡信号的失真 3．增设了频率计数功能，被测信号频率可直接由 LED 精确显示 4．保留了示波器输出监视插孔，方便使用者观察被测信号的波形，以及小失真信号
测量时的整机滤谐状态 5．保留了相位、平衡和校准的手动调节旋钮 6．陷波网络滤除特性可达 90dB～100dB 7．采用清零功能合理删除了噪声影响 8．采用高精度真有效值检波器检波，有效减少检波误差
示已经将量程计算在内），可按“+”、“-”键手动变更量程（注意：不要
长期处在过载状态）。再按手动键又回到自动量程转换状态。
◆
V/% …….. 选择电平的显示方式，按“V/%”键，在电压测量状态下，根据电
压大小自动选择 V、mV 指示；而在失真测量状态显示用%指示
◆
dB …….. 按“dB”键，显示用 dB 指示。电压测量时，可选择 V、dB 显
10、重量：约 8Kg
四、面板描述
1．前面板
10
11
12
13
14
量程指示
频率
电平
.
..
.
.
.
. .KHz Hz
. . . ..% V dB mV
dBv
+ dBv - 手动 V/% dB 锁定
KH ®
KAIHONG
KH4116 低失真度测量仪
清零 保持 滤波器 电压 校准 失真
相位调节
调谐指示
μA
校准调节
⑿ …………………….. 单位显示，用于指示当前显示数值的单位量纲。
⒀
电平 …... 电平显示部分。测量电压时用于显示被测信号电平，失真度测量时用于
显示失真度数值。
⒁
调谐指示 …… 滤谐指示：是作失真测量时的滤谐辅助指示器（因为数码管跳动易晃眼）。
调到最小谷点。
⒂ ……………………… 按键控制区。
◆
KH4116 型
数字低失真度测量仪
使用指南
北京凯弘电子仪器有限公司
KH4116 型低失真度测量仪
V . 0302
目录
一、概述…………………………………………………………2 二、主要特征……………………………………………………2 三、基本工作特性指标…………………………………………3 四、面板描述……………………………………………………4 五、操作指南……………………………………………………7 六、工作原理简介………………………………………………9 七、仪器的维护和保养…………………………………………10 八、失真度测试仪应用范例……………………………………11 九、仪器附件……………………………………………………12 十、附件一: 常用分贝表………………………………………13
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KH4116 型低失真度测量仪
2．后面板
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16
编号 电源 制造单位
AC220V/50Hz 北京凯弘电子仪器公司
⒃ ….………………. ⒄ ……………………. ⒅ …………………….
散热片 保险 交流电源输入
五、操作指南
17
18
1、按下面板上的电源开关，仪器自动进入电压和频率测量状态。 2、电压测量：
被测信号的电压、失真、频率全部由 LED 自动显示，采用真有效值检波，可在电压测 量范围为 300V~300µV，频率范围为 10Hz~550KHz 之内实现全自动测量，失真度测量范 围为 100%~0.01%。
在失真度测量方式时实现了宽范围校准，失真度量值既可以随滤谐过程自动跟踪显 示，也可以用手动衰减器按 10dB 步进跟踪。为了提高测量精度，可以随时用相位调节和 平衡调节，本仪器设置了自动清零功能，目的是为了用户在测量低失真、超低失真时，自 动对信噪比进行均方根运算，以减少人工计算的麻烦。该仪器同时具有平衡输入电压和失 真度测量的功能，其工作频率范围比老仪器提高了一倍。
时电平指示位置显示"CLS."，完成清零后电平显示恢复正常，“清零”灯
亮。
◆
保持 ……… 保持键：按下此键，显示保持不变，方便记录数据。再按保持键或其它
任意键又回到正常显示状态。
◆
滤波器 ……… 400Hz 的高通滤波器开关键。供在被测信号大于 400Hz 时，按下此键可
基本消除 50Hz 电源干扰，特别在测量小信号失真时先按下此键再按校
± 0.5dB(满度值)
10HZ~110KHz
± 1dB(满度值)
失真度在 0.03%以下时，±2dB
4）残余失真和噪声：（在输入信号≥900mV 的状态下，滤谐后）
（1）输入短路，不清零时： ≤0.008%
（2）输入短路，清零时：
≤0.004%
5）输入信号电压范围：
300mV~300V
2、电压测量：
另外在失真状态滤谐后如按下保持键，则可方便地测量二次谐损耗。
◆
清零 ……… 清零键：当被测电压小于 3mV 或被测信号失真<0.1%时建议使用清零键，
按下此键计算机自动测量内部固有噪声，并与输入信号进行均方根运
算。从而使测量结果显示更准确。
使用方法：首先去掉输入信号，将输入端短路，按下“清零”键，此
2） 被测信号接入后电压应大于或等于 300mV，并且显示又不出现“OU”或“LU” 字样的条件下，才可继续向下进行。
3） 满足上述条件后请按一下校准键，如果显示“OU”或“LU”， 须调节校准 旋钮，使显示为“CAL..”（在校准状态，只有电压、校准、失真三个按键起作 用，并且显示为“OU”或“LU”时不能进入失真测量）。
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KH4116 型低失真度测量仪
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送入信号，而后可再按手动键仪器又回到自动状态。（这样可防止在测大信号时
易造成故障的弊端。）
3、失真度测量
1） 对不平衡或平衡信号的接入法同上 2.1。当被测平衡信号（如测电网电压）大 于 30 伏时，可从互感器二次取样或分压取样方法测量。 注意：先要将平衡键、浮地键按下。
15
输入A
电源
输入B
平衡
浮地
不平衡
接地
粗调
细调
平衡调节
接示波器
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1
2
3
4
5
6
7
89
⑴
电源 确 …… 电源键。按下为打开，再次按下为关闭。将仪器电源线插入仪器后面板
被测信号
插座中，另一端接 220V 交流电源，再按下此键即仪器接通电源。
⑵ A 输入端 ……. BNC 插座“输入 A”和“输入 B”是为测量平衡输入信号设置
⑻ 接示波器 ……. 示波器 BNC 插孔。将示波器输入接到该插孔，可直接观看被测信号的波 形。另外，还可以作滤谐波形显示，特别在测量 30%以上的大失真信号
时，调节“相位”和“平衡”调节旋钮，使在示波器屏幕上的滤谐波形
稳定时（不滚动）此时的失真才是准确的。
⑼ 校准调节 …… 与校准键配合使用。测量失真时，当被测信号在 300mV～300V 范围内，
1）电压测量范围： 不平衡：10Hz~550KHz 平 衡：10Hz~120KHz
2）以 1KHz 为基准的频响： 不平衡：20Hz~100KHz
300V~300µV 30V~300µV
±1dB
10Hz~550KHz
±1.5dB
平 衡：10Hz~120KHz
± 1.5dB
3）电压表准确度：(以 1KHz 为基准)± 5%(满度值)。
4、本仪器定义 0dB=3.000V（RMS）
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5、输入阻抗：输入电阻 100KΩ，输入并接电容 100PF（平衡、不平衡）。
6、电源电压：220V ± 10%，50Hz/60Hz。
7、功率消耗：约 20VA。
8、仪器的工作环境条件为Ⅱ组
9、体积：290(W) X 120(H) X 320(D)mm
被测信号 ⑷ B 输入端 ……. BNC 插座
⑸
浮地键 ……. 浮地键。它是专为环境干扰大时而设置的。按下此键，机箱与内部电路
地断开，机箱通过接地端子接大地起到了屏蔽作用，一般请况 下 不 使
用浮地键。 ⑹ 接地端子 ……. 接地端子，与浮地键配合使用。
⑺ ……………………. 平衡及相位调节旋钮，在失真度测量时调到最佳滤谐谷点处。
4）固有噪声 ≤50µV。
5）电压表有效值波形误差：≤3%（输入信号波峰因数≤3 时）。
3、频率测量：
பைடு நூலகம்
1）频率测量范围：10Hz~550KHz。 2）准确度：0.1%±2 个字。 3）测频灵敏度：优于 10mV。
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KH4116 型低失真度测量仪
北京凯弘电子仪器有限公司
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KH4116 型低失真度测量仪
一、概述
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KH4116 型低失真度测量仪是一台数字化的仪器，它是在总结了我国 1965 年 SZ-3 型、 1969 年第一台全晶体化的 BS1 型和 1973 年 BS1A 型（BS1 的改型）前两代失真度测量仪 设计的基础上结合当代技术的发展和客观用户的需要重新设计的，最小失真测量提高到 0.01%，达到低失真度测量的范围，它是一台性能/价格比较好的准智能型的仪器。
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KH4116 型低失真度测量仪
三、基本工作特性指标
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1、失真度测量
1）输入信号频率范围： 不平衡： 10Hz~110KHz
平 衡： 10Hz~40KHz