如何使用信号发生器和示波与其测量放大器的总谐波失真(THD)

总谐波失真（THD）是衡量放大器非线性失真的关键指标，反映输出信号中谐波成分与基波成分的比例。通过信号发生器和示波器配合，可实现THD的直观测量，具体步骤如下：

第一步：搭建测试电路

将信号发生器输出端连接至放大器输入端，示波器探头分别连接放大器输入端（通道1）和输出端（通道2），确保所有设备共地。调整信号发生器输出正弦波信号，频率设为放大器工作频带内的典型值（如1kHz），幅度控制在放大器线性区范围内，避免过载失真。

第二步：设置仪器参数

示波器切换至双通道模式，调整垂直刻度使输入、输出波形清晰显示，水平时基设置为能完整呈现2-3个信号周期。开启示波器的FFT（快速傅里叶变换）功能，将通道2（输出信号）作为FFT分析源，设置合适的频率范围（如0-20kHz）和分辨率，确保能捕捉到基波及前5-6次谐波分量。

第三步：采集与分析信号

开启信号发生器，待输出稳定后，观察示波器波形。若输出波形出现削波、畸变，需降低输入信号幅度。在FFT界面中，定位基波频率对应的幅度值（记为A₁），随后依次读取2次、3次、4次等谐波的幅度值（分别记为A₂、A₃、A₄...）。注意排除电源干扰等非谐波噪声，仅选取与基波成整数倍关系的谐波分量。

第四步：计算THD值

根据THD公式计算：THD = √(A₂² + A₃² + A₄² + ...) / A₁ × 100%。示波器若支持自动谐波分析，可直接调用THD测量功能，仪器会自动计算并显示结果；若手动计算，需确保所有幅度值为同一单位（如dBV或V），避免单位换算错误。

第五步：验证与优化

改变输入信号频率和幅度，重复上述步骤，观察THD随工作条件的变化。若THD值异常偏高，需检查电路连接是否松动、信号源是否纯净，或排查放大器是否存在元件损坏。通常THD低于0.1%为优质放大器，0.5%-1%为普通水平，超过3%则需优化电路设计。

注意事项

1. 保持测试环境稳定，避免电磁干扰影响测量精度；

2. 信号发生器输出阻抗需与放大器输入阻抗匹配，防止信号反射；

3. 示波器探头需校准，避免引入额外失真；

4. 测量前先确认仪器量程，防止信号过载损坏设备；

5. 多次测量取平均值，提高结果准确性。

通过上述步骤，可借助信号发生器和示波器完成放大器THD的测量。该方法直观、操作性强，适用于实验室调试与产品质检，为评估放大器性能提供可靠依据。若需更高精度，可搭配专用失真度分析仪进行验证。