用HP8903B作为音频失真计量工作标准的可行性分析

　　1引言

　　在电子工程的设计和应用中所产生、传递、接收的有用信息,会在开路传输或闭路传输中受到环境、传输网络的工作状态和应用的元器件参数变化的影响,使信号发生或多或少的畸变,我们把它称为失真。失真可用定义值D0、测量值Dr表示

式中:U₁为基波;U₂,U₃,…,U_n为各次谐波分量。

　　音频失真测量的频率范围大约为20Hz~200kHz,其中,20Hz一20kHz为主要的音频信息频段;我们通常把音频失真度测量仪简称为失真度仪。对失真度仪的计量,一般采用标准失真源如BOl3直接计量被检失真度仪的办法,如图1所示。

　　我国生产的标准失真源一般体积较大、面板操作较繁琐,给现场检定测试带来不便。目前我们已配备有美国HP公司生产的HP8903B音频分析仪,该仪器体积小、重量轻、智能化程度高、便于携带,它能在20Hz一100kHz频率范围内,测量信号的频率、电平、信噪比、失真等。测量失真的原理是基波抑制法,采用有效值检波,读出值为Dr,并能同步提供这个频率范围内的低达—5dB(实际指标更低)失真的信号输出。

　　利用HP8903B这些特点,再加上一个简单的无源失真网络,就可组成如图2所示的失真计量测试系统,其中HP8903B作为标准失真度仪。

　　这个系统能否作为音频失真计量工作标准,更为方便地进行现场测试,正是本文讨论的内容。

　　2无源失真网络的构成

　　无源失真网络的构成如图3所示。

　　图中,W₁阻值大于W₂,W₂采用多圈电位器,CR₁=CR₂,采用截止频率较高的3DG型三极管的b,e极,R₁=R₂。

　　无源失真网络产生失真信号的基本工作原理是采用自偏压方式,把正弦波双向限幅,调节w₁(粗调)、W₂(细调)控制正弦信号输人大小,从而控制限幅程度,达到控制失真大小的目的。从理论上分析,对称的双向限幅波形含有丰富的奇次谐波,由于器件的不统一性,做不到对称双向限幅,因此,输出波形同样还含有偶次谐波.

　　我们置HP8903B信号输出幅度为6V,经无源失真网络输出的信号其失真调节范围为0.01%~30%,分辨力可达0.001%。

　　在实际工作中,被测信号的失真都小于10%,因此该失真网络失真范围是完全能够满足工程需要的。

　　3用HPS903B作为标准失真度仪的可行性分析

　　厂方给出的HP8903B测量失真误差为:当失真在0.001%一100%范围内、频率为20Hz~20kHz时为土1dB,频率为20Hz~100kHz时为士2dB。

　　下面我们从不同的侧面分析,HP89O3B在我们常用的测量范围内测量失真的误差究竟有多大。