信号分析仪通常用于表征放大器或混频器的失真。在表征器件时，您需要在大信号的干扰下查找小信号。您已经知道，调整 RBW 和衰减可以帮助您找到所需的信号。然而在失真方面，还有许多要考虑的问题。
每台分析仪都有失真，您必须弄清楚失真是来自分析仪还是来自 DUT。分析仪的失真会随着输入混频器的功率大小发生变化。当您减小衰减以便降低噪声时，进入分析仪的输入信号功率会上升，导致分析仪的失真产物增加。您应该谨慎调整衰减器和 RBW 设置，在降低本底噪声与增加失真之间找到平衡。
什么是失真？我们都知道它听上去怎么样，它令我们的耳朵很不舒适。当您加大数字设备的音量时，失真便会发生。当音频系统无法输出完整的幅度，峰值被削掉后，就会出现谐波失真。
失真是对原始波形的改变。在信号源(信号发生器）中，有两种主要的非线性失真：谐波失真和互调失真。
当纯正弦波的平滑电压变化突然遇到电压变化而中断时，便会发生谐波失真。这种突然变化通常是由非线性半导体造成的。谐波的频率是正弦波的整数倍。
互调失真是当您将两个或多个不同频率的信号混合在一起时，所获得的杂散输出。杂散输出是输入频率整数倍的和与差。
如何测量失真？谐波失真
我们以一个连续波 (CW) 音频为例，介绍一下如何测量谐波失真。图1显示了一个谐波失真测量装置。被测器件 (DUT) 可能是一个放大器或混频器。信号发生器输出一个连续波，其频率为Fi。这个连续波通过一个低通滤波器，以便消除来自信号发生器的谐波失真。注意，这个低通滤波器的截止频率 Fc 小于 2Fi 。
图1 谐波失真测量装置
谐波表示为基频功率与谐波频率功率之比。例如，一次谐波可以表示为:
测过使用的信号发生器必须谐波失真很小，而月在信号发生器与被测器件之间必须有一个低通滤波器。这样可以确保测得的谐波是来自被测器件，而不是来自信号发生器。如何减少信号源的有效谐波失真？
为了精确测量谐波失真，需要使用频谱纯净的信号源和频谱分析仪。信号源的谐波失真和频谱分析仪的动态范围都是影响测量质量的重要因素。相比而言，信号源的影响通常会更大一些，其谐波失真一般比基频信号低 30-50 dB。图 2 展示了典型的谐波失真测量结果。信号的谐波失真通常是用最大谐波幅度（dB）与基频信号幅度的比值来描述的。
使用低通滤波器可降低信号源的有效谐波失真，如图 3 所示。选择低通滤波器的截止频率，以确保大部分的基频信号能够完好地通过，而谐波则受到大幅削弱。您可以使用频谱分析仪直接检验信号源/滤波器组合之后的性能。如果基频信号通过滤波器之后损耗比较大，那么在设置信号源输出电平时，应考虑到这种损耗。可以使用频谱分析仪来检查滤波器输出端的基本电平，或者如需实现更好的电平精度。
注：您可以计算特定谐波（如 m 次谐波）的失真度（％），
还可以计算总谐波失真：使用上式计算每个谐波的失真，然后再计算其求和之后的平方根：
图 2. 使用信号分析仪测量谐波失真。
图 3. 通过在信号源输出端安装低通滤波器，降低信号源的谐波失真。
还有一点值得注意，信号发生器有一个重要的技术指标，那就是输出功率范围。当您需要的输出功率超出这个范围时，可以使用放大器增大输出功率，或者使用衰减器来降低输出功率。在使用这些设备扩展信号源的输出幅度范围时，有一些重要因素需要注意。放大器的增益不确定度会直接影响输出信号电平。因此，要特别注意放大器的 1 dB 压缩点。如果需要使器件趋近该压缩点，则应在输出端加上一个低通滤波器，以便把增加的谐波失真降下来（见图 4）。
图 4. 增大幅度范围时，使用低通滤波器可以降低所增加的谐波失真。
互调失真一双音频互调
目前，评测互调失真的技术有很多。最简单的互调失真测量方法是使用双音频三阶互调法，也称 IP3 (三阶截获点）。IP3 法使用双音频输入信号，并测量被测器件非线性部分所生成的三阶失真信号。
图5显示了双音频三阶互调测量装置。被测器件可以是一个放大器或混频器。
F1 和 F2 是双音频输入的频率。两个信号发生器输出的两个频率通过混频，生成了这个双音频信号。双音频信号必须不包含任何三阶信号。这个三阶失真信号发生在2F1-F2 和 2F2-F1 频率处（红色），它也是距离原始双音频频率最近的失真。事实证明，要想通过滤波消除它们非常困难。在通信系统中，它们对相邻信道形成了干扰。
图5 双音频互调失真测量装置
假设两个测试音频的幅度相等，IP3是输入音频与三阶信号之差．
IP3(dB)=Po-Po3
其中，Po是其中一个输出音频的幅度，Po3 (红色）是双音频任何一侧三阶信号的幅度。
互调失真一频谱再生
在最新的无线标准中，通常使用更宽的带宽和多载波技术（例如载波聚合）来显著提高数据吞吐量。双音频三阶互调法无法全面表征宽带宽元器件的特性。
使用幅移和相移的数字调制会产生一定的失真，这也称为频谱再生。图6显示了数字调制信号的频谱再生（红色区域）。
频谱再生在主信道外扩散。此类失真可以通过相邻信道功率比 (ACPR) 测量来分析。它会测量主信道功率与落到相邻信道的功率之比。
图6 数字调制信号的频谱再生
想要使用信号发生器来仿真失真？请试用我们的生成功率放大器测试信号 。
在大多数蜂窝一致性测规范中，ACPR 测量都是一项关繾的发射枧特征。要执行ACPR测量，您需要使用失真极小的信号发生器，以生成符合特定标准的测试波形。
“S93087B 互调失真（IMD）测量软件提供了一个类似于频谱分析仪的显示屏幕，能够非常方便地设置和校准扫描 IMD 测量。"
(是德科技)
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