使用HP339A失真度测量仪来测量
失真仪操作指引
8.0不合格处理：
8.1当使用者发现仪器异常时应停止使用并立即通知品管/PIE 确认，有必要时所测试的产品应全部重新检查。
8.2仪器不合格时由使用部门填写《固定资产维修申请单》给部门经理批准后再交PIE 。
8.3 PIE 接到维修单后记录台帐注明不合格仪器情况，再交于采购，采购则按《采购控制程序》送外部维修处理。
9.0常用参数操作方法
电压量程档读取黑色表盘指针读数，选择量程为
3的倍数时读取下面0---3.5表盘，选择量程不是
3的倍数时读取上面0---1.1表盘，其中最大刻度为选择的量程档数值。
DB 量程档读取红色表盘
指针读数，读数方法同电压量程档。
电压测量档位指示灯
输入接口
电源开关
输入信号频率选择按钮
输出接口
自动和固定功能选择按钮
失真度测量档位指示灯
频率设置旋钮
失真度读取黑色表盘指针读数，选择量程为3的倍数时读取下面0---3.5表盘，选择量程不是3的倍数时读取上面0---1.1表盘，其中最大刻度为选择的量程档数值；DB 数读取红色表盘指针读数。
高低频率信号指示灯，HIGH LED 灯亮表示输入信号频率高于设置频率，LOW LED 灯亮表示输入信号频率低于设置频率。
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。
失真度测量仪
失真度测量
目前测量失真度的原理大致分为两类：基波剔除法和频谱分析法。
一般模拟式的失真度测量仪都采用基波剔除法，通过具有频率选择性的无源网络（如：谐振电桥，文式电桥，双T陷波网络等）抑制基波，由总电压有效值和抑制基波后的谐振电压有效值计算出失真度。
第二类失真度测量采用频谱分析法，通过计算出各次谐波的大小来计算失真度。
此类测量方法测量的最小频率是2Hz；
测量方法可以分为模拟法和数字化方法。
模拟法
模拟法是只指测量中直接应用模拟电路对信号处理测量失真度的方法。
基于模拟法的失真度测量仪由于前级电路有源器件的非线形，因此对小信号的测量不够准确。
模拟法又可分为基波抑制法和谐波分析法。
基波抑制法的失真度测量仪采用基波抑制原理，通过具有频率选择性的无源网络抑制基波，由总的电压有效值和抑制基波后的谐波电压有效值计算出失真度。
基波抑制法构成的失真测量仪可以解决的频率的范围为1Hz~1MHz，但测量准确度为5%~30%，因此本实验中不采用该种方法；谐波分析法的失真度测量中，用了频谱分析仪和波形分析仪检测信号中的基波和各次谐波的电压，获得基波和各次谐波的电压并带，从而计算出失真度。
数字化方法
数字化方法是指先通过将信号数字化并送入计算机，在由计算机计算出失真度的测量方法。
根据失真度的计算方法可分为FFT法和曲线拟合法。
功放失真度测试方法
功放失真度测试方法
功放失真度的测试方法有多种，以下是一种常见的方法：
1. 将测量功放接入大功率稳压电源的输出端，并调节输出电压稳定在220V。
如果功放输入电压有特殊要求，需调节到所需电压。
这是测量出准确参数的基础，必须严格执行。
2. 将大功率无感线性负载电阻接入功放功率输出端。
根据所需测量参数选择标准4欧或者8欧线性负载。
连接线材直径与长度，尽可能选择直径大长度短的连接线材，而且尽可能降低连接位置的阻值，有助于提高测量数值的准确性。
3. 对于失真的测量，最常见的技术指标有总谐波失真加噪声（Total Harmonic Distortion＋Noise，简称THD＋N）和互调失真（Intermodulation Distortion，简称IMD）。
按照主观听感的规律，给
各个谐波赋予不同的权重，然后进行累加，得到总谐波失真的数据。
也就
是利用权重做补偿，使所测数据可以反映出失真的主观听感。
这些步骤完成后，您就可以获得功放的失真度数据了。
请注意，这只是一个基础的测试方法，实际的测试可能因设备和具体需求而有所不同。
如果需要更准确的结果，建议咨询专业人员或使用专业的测量设备。
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。
失真度测试技术
2.2 失真度的测量方法
常用的失真度检测仪器测量原理大致可分为二 大类：基波剔除法和频谱分析法。一般模拟式 的测量仪采用基波剔除法但其缺点是需要提供 未失真的基波信号而且其低频测量精度低。频 谱分析法是用频率分析仪测量各次谐波的方法 计算出波形失真度，但采用此钟方法的仪器价 格较昂贵。数字频谱分析法也属于频谱分析法， 其原理是采用计算机对被测信号进行采集通过 一定的算法实现失真度的测量。
式中， = e 称为旋转因子；X(k)也是一个以N为周期 W 的周期序列，称为序列x(n)的离散傅立叶变换，简称 DFT；而x(n)则称为X(k)的离散傅立叶逆变换。 用DFT方法计算模拟信号x(t)傅立叶变换的步骤：
−j
2π N
The End
利用FFT技术对信号进行频谱分析，当被分析信号为 周期信号时，通过整周期采样技术获得信号若干完整 周期，即使最少的采样数据也得到精确的分析结果。 要在信号的一个周期内等间隔采样N次，且采样间隔 要自动跟踪交流信号周期的变化，就需要一个交流周 期信号的N倍频电路来产生采样信号，传统的设计方 法多采用锁相环来实现对输入信号的倍频即获得采样 信号，但其倍频范围小，若用在此设计中则需要设计 多路倍频电路来对应不同频段，所以本设计采用来实 现对信号的实现倍频。
信号放大 整形
倍频电路
输Hale Waihona Puke 信号输入信号 提升C8051F120 （ 8 位 A/D ）
液晶显示
FFT算法原理 算法原理
通常用于计算机处理的傅立叶变换方法是快速 傅立叶变换(FFT)。快速傅立叶变换(FFT)比直 接傅立叶变换(DFT)在计算量上要小很多。如 果设计算的采样序列点数为N。DFT的复数乘 法次数是N2次，FFT的复数乘法次数是等 log2N次。由此可以看出，N值越大时FFT比 DFT越快。在介绍FFT原理之前，先来了解 DFT原理。
失真度测量仪操作规程
失真度测量仪操作规程失真度测量仪操作规程一、使用注意事项1、底座接地在电源接通前，务必将底座接地端接大地。
2、最大输入电压任何大于限定的输入电压都是有破坏性的。
这个限定电压是指输入信号的AC电压峰值，加上重迭的直流电压。
3、满刻度这台仪器是使用特别扩大的刻度盘。
这个读值范围较传统的满刻度大。
传统的刻度盘扩大的刻度盘0到1.0 0到1.12-20到0dB -20到+1dB0到3.1(3.2) 0到3.5-20到+2dBm -20到+3.2dBm在0到1.12刻度盘上，满刻度为1.0额定值。
红色标记设定在最外边刻度’1.0’上。
注意X-Y输出端子的使用。
施加一个外部信号到任何一个输出信号端子,都会损坏这部失真测试仪。
绝对禁止将任何外部信号施加到这部仪器的输出端子上。
二、操作说明1、打开电源◆将电源开关置于"OFF"的位置◆检查指针零设定。
如果偏移，则用小螺丝刀调节面板中央的归零螺丝(9)、(10)。
◆将电源开关置于"ON"的位置。
2、在施加输入信号前之注意事项施加任何大于350V rms的输入信号将会损坏仪器。
请先用另外的电压表测量以确定输入信号小于350V rms。
3、交流电压测量◆当连接信号到输入端子时，它将自动选择适当档位，以档位测量(8)指引灯表示目前档位。
◆可从表头上的刻度盘上取得读值。
4、分贝刻度的使用显示在档位测量(8)指引灯的下面数字，相对应于分贝刻度。
其档位从0到+50dB。
当档位在1V到300V时，其分贝值与读值一致；檔位在1mV到300mV时，其分贝值为读值再减60dB。
5、失真测量为了抑制主要的谐波，这个失真表需要调整频率的陷波滤波器。
这个仪器有自动位准控制和自动的同步的功能。
但是必须调整频率作连续测量的功能。
◆使用频率文件位选择设定输入的基本频率文件：×1 ..........20Hz到200Hz×10 .........200Hz到2kHz×100 .........2kHz到20kHz◆设定调谐频率旋钮(15)，高指引灯(13)和低指引灯(14)，将表头读数减至最小。
最新失真度测量仪检定规程
失真度测量仪检定规程失真度测量仪检定规程Verification Regulation of Distortion Factor Meter本检定规程经国家计量总局于1981年2月11日批准，自1982年1月1日起施行。
归口单位：浙江省标准计量管理局起草单位：浙江省计量检定所主要起草人：吴达慎本规程技术条文由起草单位负责解释。
失真度测量仪检定规程本规程适用于新制造、使用中和修理后的基波频率范围为2Hz～200kHz，失真度测量量程为0.1%～100%，失真度示值误差≥±5%(满刻度)的失真度测量仪(以下简称失真仪)的检定。
一、检定条件及检定用标准设备1 检定条件温度：(20±5)℃相对湿度：小于80%；大气压强：(750±30)mmHg；电源电压及频率：220V±2%，(50±2)Hz；无强恒磁场或交变磁场，无强烈机械振动。
2 检定用的主要标准设备2.1 电子管电压表检定仪频率：1kHz±5%；输出电压：0.5mV～300V；基本误差：不大于±1%±30μV；参考型号：DYB-2型电子管电压表检定仪。
2.2 电子电压表频率范围：5Hz～1MHz；电压表频率附加误差(以1kHz为基准)：20Hz～200kHz不大于±1%；5Hz～1MHz不大于±5%；参考型号：经过检定、修正使用的DA-24型有效值电压表。
2.3 低频信号发生器频率范围：1Hz～1MHz；输出电压：负载阻抗为5kΩ时大于1V，且连续可调节；失真度：小于0.1%(20Hz～20kHz)；参考型号：XD-1型低频信号发生器。
2.4 频率计频率范围：2Hz～200kHz；频率测量的基本误差：不大于±(0.3%±0.1Hz)；参考型号：E312型电子计数式频率计。
2.5 失真仪检定装置频率范围：5Hz～200kHz；输出标准失真度：0.1%～100%；标准失真度误差：不大于±(3～5)%(标称值)±30μV；频率范围：20Hz～20kHz；输出标准失真度：0.1%～100%；标准失真度误差：不大于±1.5%(标称值)±30μV；参考型号：BO-13型失真仪检定装置或者BO-5型失真仪检定装置。
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三、使用HP339A失真度测量仪来测量：
图3-1
使用HP339A自身的信号源，接到被测前级的输入端，将前级输出端负荷上的电压接到失真度仪的输入端，调节输出端使之频率为1kHz，输出电压为1伏。
图3-2
进行基波电平设置：将FUNCTION的选择开关拨到INPUT LEVEL档，然后调节被测前级的输入音
量旋钮使输出电压为1伏。
图3-3
当电压表的档位设置不合适时，METER栏里的INPUT RANGE钮上面的灯会亮起来，如上图的情况表示应将拨档开关逆时针旋转，直至灯灭掉为止。
图3-4
从上面的画面可以看到调到3伏档位时，灯灭掉了。
表示放在3伏档是合适的。
（这个操作是很必要的，如有亮灯存在时，不论是左面的还是右面的，都会使测出的失真度不准确。
）
图3-5
然后将FUNCTION选择开关旋至到REL LEVE档,进行基波电平设定。
图3-6
接着调节旁边的RELATIVE ADJUST旋钮，使表针打到满度。
图3-7
将FUNCTION选择钮拨到DISTORTION，这时指针会慢慢回落，显示出失真度的数值。
调节左面的失真度量程钮，使失真度数值显示得更为精确。
上面画面显示出测量的失真度为0.18%。
图3-8
当测量的频率在400Hz以上，而且电路里的交流声成分较多时，为了避免交流声成分影响测量数值的准确性，可按下HI PASS 400Hz的高通按钮，阻止400Hz以下的信号通过。
四、使用ShibaSoku AH87A测量：
图4-1
连接图。
将FUNCTION的LEVEL（输入电压）键按下，则表头显示的是输入电压。
由于AH87A具有自动量程功能（可选择手动或自动），当输入电压提高时，量程自动跟着改变，此画面表示的是输入电压为1伏，红色的3字表示量程是3伏。
图4-2
信号源的设定。
将FUNCTION的OSC键按下。
此画面表示的是输出1kHz信号时的各旋钮位置。
图4-3
基波电平设置：将FUNCTION的“REL LEVEL”键按下。
图4-4
调节“REL ADJ”旋钮，使指针与满度10的位置重合。
图4-5
如无法使指针达到满度时，可放开量程的“自动-手动”按键，改为“手动”，按旁边的“DOWN”
键，减小一个量程。
图4-6
然后再调节“REL ADJ”钮，使指针与“10”重合。
图4-7
按下FUNCTION的“DIST”键，由于AH87A的电桥平衡调节的阻容调节均为自动，所以将量程档为设为“自动”时，很快就会显示出失真度的数值。
图4-9
失真度量程显示为0.3%（满档），这时可以读出失真度为0.18%。
(抱歉，因字数超过了一天可发的数量，还有用音频分析仪MAK-6581测量和用频谱仪观测二次谐波的例子只好明天再接着发了。
)
五、使用音频分析仪MAK-6581测量失真度
图5-1
使用MAK-6581进行测量时，只需将信号输出端（OSC OUTPUT）的信号输入前级，前级的输出信号电压接到音频分析仪的输入端（INPUT）即可。
按下FUNCTION的VOLTMETER键时（上图里亮灯
的键），表头显示的是电压。
图5-2
按下DISTORTION键时，表头显示的是失真度数值，上图显示的失真度数值看法是：左面的红灯亮的0.3%为满档数值，因此上面照片显示的失真度为0.17%。
图5-3
失真度仪的振荡信号输出插口的下方有一个转换开关，拨置在1的位置时，则插口的外皮（接地端）与失真度仪的输入插口的外皮端通过机内连通，拨到2的位置时，则振荡信号输出插口的外皮与输入插口的地线端分离，成为浮动状态。
现将开关拨到1的位置。
图5-4
这时的指针指在失真度为0.17%多一点地方。
图5-5
将开关拨到2的位置（浮动位置）
图5-6
这时的指针位置比上图要向左偏一点点，约少0.001%的样子（一小格为0.01%）。
因此，0.001%以下的超低失真度时要考虑拨到2的接地端浮动的位置进行测量。
其作用是：由于被测量的功放或前级的输入端与输出端的接地端通过机内的地线连接，因此当失真度仪的输入端子和输出端子的也连通时，则形成了回路，有可能感染微小的电压，对测量0.001%以下的超低失真度时产生影响。
而拨到2端断开地线回路使其浮空，则可避免
感染噪音电压。
这种情况与我们在焊接隔离线时只将其一端接地的道理一样，若将隔离线两端的外皮都接地的话由于构成了回路，机内不同接地点之间的微小电位差则会通过屏蔽层形成电流，会感染
到里面的信号线。
图6-1
测量前级在输出2伏时的信噪比。
将前级的输出电压调到2伏。
这时可以看到表示档位RANGE 的“3”的位置的绿灯亮了，表示要看满档为3伏（实际上是3.5伏）的数字。
图6-2
然后将FUNCTION的S/N键按下，这时右面的大表头显示的是输出电压2伏时的信噪比。
数值的读法是，RANGE的-70dB（蓝字）的红灯亮了，表示要在-70dB上加上指针所指的分贝值（蓝字）-7.8dB后等于-77.8dB，即信噪比不大于77.8dB。
图6-3
接着按下A加权（也有称A补正网络或A滤波）的按键，这时可以看到S/N的测值大大降低，从上面的77.8dB降到91.2dB（数值的读法是：RANGE栏的红灯点亮的-90dB加上度盘上的-1.2dB等于-91.2dB），减少了十几个分贝。
也就是说信噪比提高了十几个分贝。
其测定原理可以这样认为：根据S/N比（dB）= 20log[输出信号电压（V）/噪音电压（V）]的计算公式，按下FUNCTION的VOLTMETER键时，两个表头都显示输出信号的电压，接着再按下S/N键后，音频分析仪将被测机器的输出电压定为单位值（即满度盘值，与失真度的比较方法类似）记忆下来，然后分析仪的信号输出端不再输出信号，并将被测机器的输入端短路（或串接电阻短路），再从被测机器的输出端读取噪音电平，与记忆的输出电压单位值进行法比较，在度盘上表示出来（度盘上表示分贝的刻度已是用对数表示）。
左面的表头表示测定的条件是2伏，右面的表头表示S/N的数值。
关于A加权请看下面的画面。
图6-4
从B&K2610测量放大器的说明书上摘下的画面，上面画有三条曲线，最里面的是“A”加权曲线，是符合人在听觉上的感觉的曲线（因为人的听觉对低音域和高音域的灵敏度都降低，从上面的A曲线可以看到对1k-7k那一段最高，因此让噪音通过A曲线的网络，只取曲线内的部分作为噪音的数值去比较，其结果最符合我们的实际感觉，有实际的意义。
反过来，若不通过A补正网络时，其测量结果里一定包含有超低端和超高端的我们实际上听不的噪音，得出的信噪比数值会与我们的实际听感不符。
图6-5
B&K2610测量放大器面板
图6-6
B&K2610测量放大器的A补正网络（滤波器）和22.4Hz高通滤波器的选择开关，加上“直通”共可组成三种方式，与图6-4的三条曲线对应。
图6-7
A补正网络的具体构成（此图为日本JIS标准的IHF A的数值）
图6-8
输出2伏时的A加权S/N比为91.2dB（图6-3），输出1伏时的A加权S/N比为82.4dB（本图），输出0.5伏时的A加权S/N比为73.8dB（图省略），可以看到输出电压越高时信噪比越好，输出电压越低则信噪比越差，那么测量什么状态的信噪比作为被测机器的指标好呢，根据实际上在家里听时所开的音量，其前级和功放的输出电压都是处于很低的状态。
因此，测低电压输出时的信噪比尽管指标差一些但更为实用。
六、用音频频谱仪观察基波和谐波的情况：
因为失真度仪仅显示了谐波的比率，为了补充一些感性的认识，用频谱仪来看看输出信号的
组成。
图7-1
使用HP3580A，测量条件的设定如下：分解度：10Hz，频率：1KHz/DIV，扫描时间/DIV：1秒，扫描方式：重复。
扫描起点如上面照片里红字所示在46Hz。
观察由失真度仪的信号源及信号发生器发出的信号,只有一个基波，因为这几台失真度仪的信号源都不错，都是低失真度信号源。
（关于频谱仪以后有时间再介绍了。
）
图7-2
观察输出信号的波形。
高的波形是基波（1KHz），右面低的波形是2KHz的谐波。
可以看出这0.18%的全谐波失真度的绝大部分成分是这个二次谐波。
图7-3
换了一台音频频谱仪HP3561A测量，频率同样设定在1KHz/DIV（即横轴为10KHz），输入调
节设为自动，得到了同样的图示。
图7-4
上图的画面换了一种表示模式。
（上面是频谱画面，下面是示波画面）。