利用示波器测量信号失真的方法与实践

利用示波器测量信号失真的方法与实践

本文介绍了一种使用示波器测量信号失真的方法，通过快速傅里叶变换（FFT）分析运放OPA172的输出信号失真情况。文章详细描述了测试过程、结果分析以及如何通过调整示波器设置和使用升余弦窗口来提高测量精度。

一、前言

在测试运放OPA172的特性时，发现其输出摆率不足，可能在高频下造成输出信号的非线性失真。因此，采用示波器采集输出信号波形，并通过快速傅里叶变换计算信号的基波和谐波幅度，进而评估信号失真度。具体的计算程序可在相关技术文档中找到。

二、测试结果

通过编程控制示波器DHO924，采集了从100kHz到2MHz范围内运放输出的信号波形。观察发现，当频率超过400kHz时，波形开始出现失真。

进一步通过FFT计算基波幅度，发现随着频率增加，基波幅度呈现单调下降趋势。当幅度下降至根号二分之一时，对应的频率为1.23MHz。

在计算谐波失真时，发现低频段的计算误差较大，这可能是由于数据截取方式导致的谐波计算失真。尝试在采集数据中加入升余弦窗口后，低频误差有所改善，但仍然存在较大的失真误差。

三、降低扫描速度

为了提高测量精度，尝试降低示波器的采集频率，使得在相同的数据点数（10000个数据点）中包含更多的信号周期。结果显示，基波幅度的变化与之前的测试结果相近，但谐波失真的误差显著降低。进一步应用升余弦窗口后，低频谐波失真的误差进一步减小。

总结

通过本次测试，我们发现降低示波器的扫描速度，即在采集数据中包含更多信号周期，可以显著降低谐波失真的测量误差。同时，使用升余弦窗口也能有效提高失真度的计算精度。这些方法对于准确评估信号失真具有重要参考价值。

参考资料

[1] 解决Python Moviepy.editor 模块未找到错误: https://www.bytezonex.com/archives/4yhWYMwt.html