有個(gè)同事拿了來頻譜儀和一臺(tái)任意波形發(fā)生器問我諧波失真怎么測(cè)？就想著以此為內(nèi)容寫一期。

什么是諧波？

當(dāng)使用一個(gè)大信號(hào)加載到類似放大器一類的產(chǎn)品中，器件的非線性參數(shù)影響會(huì)變的非常大，于是就產(chǎn)生了一個(gè)新的指標(biāo)：諧波失真。大信號(hào)導(dǎo)致的一個(gè)比較明顯的現(xiàn)象就是在輸入頻率的倍頻處產(chǎn)生諧波，這個(gè)很容易產(chǎn)生，比如拿一臺(tái)訊號(hào)源將輸出信號(hào)接到頻譜分析儀，把信號(hào)源的功率略微設(shè)置大一點(diǎn)，比如10dBm，在頻譜分析儀上可以明顯看出在其輸入頻率的倍頻處產(chǎn)生了諧波。

下圖中我設(shè)置的是一個(gè)1.5GHz的基頻，通過頻譜儀的光標(biāo)表功能可以看出在3GHz、4.5GHz的整倍數(shù)上產(chǎn)生了諧波，也可以叫Harmonic。

諧波可以用輸出功率，或者輸出功率與基波的比值來描述，常用的單位是dBc（與載波相比的功率）。諧波分為二次諧波和三次諧波等等，總之是在基頻的整倍數(shù)上。對(duì)于大多數(shù)器件來說，諧波的功率是隨著基波的功率增長(zhǎng)而增長(zhǎng)的（單位是dB）。增長(zhǎng)速度與諧波次數(shù)成正比。但是這個(gè)增長(zhǎng)不是無限的，實(shí)際上諧波功率一樣會(huì)飽和，并且永遠(yuǎn)不會(huì)超出輸出功率。

我們一般使用頻譜分析儀就能很直觀的測(cè)量諧波失真，下面我用Rigol的DSA875及DSG3030B信號(hào)源做演示。

在DSA875的右側(cè)按鍵面板，我們可以點(diǎn)擊物理按鍵【Meas】，然后將【測(cè)量功能】打開，并選擇為【諧波失真】

當(dāng)然，我手邊這臺(tái)機(jī)器還支持其它的諸如鄰道功率和VSWR測(cè)試功能，因?yàn)檫@臺(tái)頻譜儀是帶TG跟蹤源的，之前文章說過使用帶TG的頻譜儀搭配VSWR電橋是可以進(jìn)行標(biāo)量S參數(shù)的測(cè)量（注：是標(biāo)量不是矢量）。

通過肉眼只能直觀的看到三次諧波的失真數(shù)據(jù)，可是通過儀表的算法卻顯示出了到7.5GHz仍有諧波失真，所以還是要相信儀表的測(cè)量結(jié)果。

如果不給頻譜儀加載信號(hào)，測(cè)量出來的諧波的值是很低的。

（作者：Jackiy Hu）