信号失真是什么意思?

原创 Keysight射频测试资料分 2024-12-05 07:12

什么是失真?

信号失真(Distortion) 又称畸变, 指信号在传输过程中与原有信号或标准相比所发生的偏差。在理想的放大器中,输出波形除放大外,应与输入波形完全相同,但实际上,不能做到输出与输入的波形完全一样,这种现象叫失真。

信号失真应用中测量的输入/输出频谱

频谱分析仪是通过频谱特征研究信号质量的仪器,常用于测量信号频率、功率、信号失真度、调制度和交调失真等信号参数的测量。

频谱分析仪通常应用于测试信号的各阶失真,例如:交调测试,谐波测试,调制信号的ACPR指标等。而频谱仪中有很多非线性器件都会产生非线性失真,如变频处理,放大处理,ADC处理等各个环节。

很多情况下,测量目标的失真和频谱仪本身的失真是很相似的,频谱仪的谐波和交调这些新增的频率分量常会和我们需要测量的信号落在非常接近的频率上,难以滤除;有的落在完全相同的测量频率上,增大了测量误差。频谱分析仪的这些失真决定了频谱分析仪动态范围的上限,也就是输入信号达到一定的电平,失真就会显著地影响到测量结果,影响我们测试结果的准确性。因此对于仪表失真的分析是非常重要的,希望仪表内部产生的各种失真越小越好

这就需要仪表内部非线性不能过大,以保证显示结果的真实性,既显示结果是来源于被测信号而不是仪器内部产生的失真。在对信号进行读值之前,需要先考察一下频谱仪显示结果的真实性,了解显示结果是来源于被测信号还是来源于仪器内部产生的失真。

请扫描二维码, 下载应用指南: 如何改进信号失真测量?

在当今的无线通信和数字无线电系统中,频道间隔已接近实现频谱效率。测试不需要的和非线性频谱失真对于窄频道间隔和宽带宽通信系统至关重要。组件、模块、子系统和整个设备都会产生失真。失真产物可能是通道内、带内和带外不需要的频谱信号。失真不仅会降低发射机性能,还会降低接收机的灵敏度。失真性能是信号发生器的几个重要规格之一,对器件特性具有相当大的影响。在本白皮书中,您将了解不同类型的失真以及它们为何对您的射频测量很重要。

请扫描二维码, 下载白皮书:如何使用频谱进行卫星链路失真测试?

与地面系统一样,空间通信系统的容量和复杂程度也都在飞速增长。用户对更大容量的需求推动通信系统向更快数据速率和更大带宽演进,进而导致系统设计一步步逼近性能极限。信号功率始终是一个关键指标,而对更宽信道、更大功率的需求意味着功率放大器要在其非线性工作区域内工作更多时间。这样的后果将会是信号出现失真,系统设计人员需要设法减少失真或避免失真。

谐波失真什么意思?

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。

什么是交调失真?

交调失真(Intermodulation Distortion)是指在非线性系统中,当两个或多个不同频率的信号混合在一起时,会产生与原始信号频率不同的新频率成分。这种失真现象会影响信号的清晰度和准确性,在音频、通信和无线电频谱分析等领域中具有重要意义。

频谱仪处理过程的非线性会引起寄生的失真成分

失真产物在混频过程的会组合出大量的频率成分

内部失真

动态范围指的就是max和min幅度差值,根据此定义,我們可以看出失真就是指基波和其他次谐波的差值,從而了解内部产生失真是怎么工作的。

混频器上基波电平的改变对内部失真的影响

左边图是谐波失真:是基波、二阶失真和三阶失真,根据数学公式表明,二阶失真电平变化是基波电平变化的两倍(差值比为1:1)而三阶是三倍(差值比为2:1).

右边图是交调失真(两个输入信号之间的相互作用):当交调失真产生的电平变化是w1、w2同时变化1dB,失真分量变化3dB

失真测量大部分是相对于基波信号(载波或双音信号)进行的。二阶失真随基波上升呈平方关系增加,而三阶失真随基波呈三次方增加。这就意味着在频谱分析仪的对数标度上:二阶失真电平变化的速度是基波变化速度的两倍,三阶失真电平变化的速度是基波变化速度的三倍。

当基波功率降低1dB时,二阶失真降低2dB ,但相对于基波二阶失真降低了1dB,基波和二阶失真比之间对应关系为1:1。

当基波功率降低1dB时,三阶失真降低3dB。但相对基波三阶失真降低了2dB,基波和三阶失真比之间存在2:1的对应关系。

二阶失真、三阶失真

我们最关注其二阶三阶失真,下面分析其对混频器的影响。

二阶比基频快2倍dB、三阶比基频快3倍dB(平方,立方取log为几倍),二阶、三阶失真直线斜率固定,绘制出其和输入电平的变化关系,注意这里纵轴是输出信噪比。失真信号刚好等于输入信号时,分别可得其二阶失真三阶失真交截点(TOI SHI 得出交截点可以算出曲线斜率)

为减小频谱分析仪内部失真,混频器应工作在尽量低电平,应加大衰减器设值。

如果你负责开发、制造或者维护一个电子产品或系统,你绝对需要一个工具来帮助你判断流经这个产品或系统的信号是否正常。通过信号分析,你可以判断这个产品的性能是否合格;通过信号分析,你可以找到问题的根源并展开维修。

那么问题来了,我们如何去测量那些电信号呢?如何去追踪它们的变化呢?

这时,我们需要一台接收机,这意味着它只提供接收信号并显示出来的功能,方便我们进一步分析。它就是频谱分析仪。一台基本的通用频谱仪可以再现原始的射频信号,包括信号的电压、功率、频率、波形、边带等。它是您从频域的视角看信号的工具。而新一代的信号分析仪则是在通用频谱仪的基础上 添加了矢量信号分析的功能,通俗地说就是信号解调分析。

根据不同的应用,电信号有着不同的特征。例如,在通信系统里面, 我们的通信设备为了将您的语音或数据传送出去,它必须语音或数据调制到一个频率较高的载波上。根据不同的调制方式,这个调制信号会有固有的特征参数。例如,您的车钥匙中应用了FSK或GFSK调制方式,那么当你在研发车钥匙的时候,你很可能会关心调制频偏这个特征参数。再例如,当你在测试非线性器件,比如功放、混频器等,你会关心这些非线性器件产生的失真信号。分析噪声或干扰信号也是频谱仪的热点应用之一,比较典型的干扰分析就是大家耳熟能详的EMI电磁干扰测试。

深入了解频谱仪的特性有利于大家在测量各种信号时能够做出最优化的测试,从而更加自信地分析信号。

请扫描二维码, 下载应用指南:频谱分析基础

本应用指南介绍了频谱分析的基本原理和频谱仪的主要功能以及最新进展。内容包括基本原理、谐波混频、预选、相位噪声和信号辨识等信息,此外还附有术语表。


请扫描二维码, 下载应用指南:全面测试混频器和变频器本应用指南介绍了如何使用矢量网络分析仪对混频器和变频器进行全面测试。


是德科技 www.keysight.com.cn

评论
  • 【萤火工场CEM5826-M11测评】OLED显示雷达数据本文结合之前关于串口打印雷达监测数据的研究,进一步扩展至 OLED 屏幕显示。该项目整体分为两部分: 一、框架显示; 二、数据采集与填充显示。为了减小 MCU 负担,采用 局部刷新 的方案。1. 显示框架所需库函数 Wire.h 、Adafruit_GFX.h 、Adafruit_SSD1306.h . 代码#include #include #include #include "logo_128x64.h"#include "logo_
    无垠的广袤 2024-12-10 14:03 51浏览
  • 全球知名半导体制造商ROHM Co., Ltd.(以下简称“罗姆”)宣布与Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited(以下简称“台积公司”)就车载氮化镓功率器件的开发和量产事宜建立战略合作伙伴关系。通过该合作关系,双方将致力于将罗姆的氮化镓器件开发技术与台积公司业界先进的GaN-on-Silicon工艺技术优势结合起来,满足市场对高耐压和高频特性优异的功率元器件日益增长的需求。氮化镓功率器件目前主要被用于AC适配器和服务器电源等消费电子和
    电子资讯报 2024-12-10 17:09 55浏览
  • 习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-09 08:53 97浏览
  • 2024年12月09日 环洋市场咨询机构出版了一份详细的、综合性的调研分析报告【全球电机控制系统芯片 (SoC)行业总体规模、主要厂商及IPO上市调研报告,2024-2030】。本报告研究全球电机控制系统芯片 (SoC)总体规模,包括产量、产值、消费量、主要生产地区、主要生产商及市场份额,同时分析电机控制系统芯片 (SoC)市场主要驱动因素、阻碍因素、市场机遇、挑战、新产品发布等。报告从电机控制系统芯片 (SoC)产品类型细分、应用细分、企业、地区等角度,进行定量和定性分析,包括产量、产值、均价
    GIRtina 2024-12-09 11:32 166浏览
  • 习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-10 16:13 67浏览
  • 智能汽车可替换LED前照灯控制运行的原理涉及多个方面,包括自适应前照灯系统(AFS)的工作原理、传感器的应用、步进电机的控制以及模糊控制策略等。当下时代的智能汽车灯光控制系统通过车载网关控制单元集中控制,表现特殊点的有特斯拉,仅通过前车身控制器,整个系统就包括了灯光旋转开关、车灯变光开关、左LED前照灯总成、右LED前照灯总成、转向柱电子控制单元、CAN数据总线接口、组合仪表控制单元、车载网关控制单元等器件。变光开关、转向开关和辅助操作系统一般连为一体,开关之间通过内部线束和转向柱装置连接为多,
    lauguo2013 2024-12-10 15:53 52浏览
  • 肖特基具有很多的应用场景, 可以做同步整流,防止电流倒灌和电源反接等,但是随着电源电流的增大,肖特基导通正向压降0.3~0.7v的劣势也越发明显,产生了很多的热,对于工程师的散热设计是个考验,增加了工程师的设计难度和产品成本,目前一种新的理想二极管及其控制器,目前正在得到越来越广泛的应用- BMS,无人机,PLC,安防,家电,电动工具,汽车等都在快速普及理想二极管有三种架构,内置电荷泵的类似无锡明芯微MX5050T这种,驱动能力会弱点,静态功耗200uA,外置电荷泵MX74700T的这种驱动能力
    王萌 2024-12-10 08:51 79浏览
  • 在驾驶培训与考试的严谨流程中,EST580驾培驾考系统扮演着至关重要的数据角色。它不仅集成了转速监控、车速管理、转向角度测量、转向灯光控制以及手刹与安全带状态检测等多项功能,还通过高精度的OBD数据采集器实时捕捉车辆运行状态,确保学员在模拟及实际驾驶中的每一步操作都精准无误。EST580驾培驾考转速车速转向角转向灯光手刹安全带OBD数据采集器系统的重要性及其功能:1、提高评判效率:通过原车CAN协议兼容,不同车型通过刷写固件覆盖,不仅提高了考试的数字化、自动化程度,还减少了人为干预的安装需要,从
    lauguo2013 2024-12-09 16:51 99浏览
  • 我的一台很多年前人家不要了的九十年代SONY台式组合音响,接手时只有CD功能不行了,因为不需要,也就没修,只使用收音机、磁带机和外接信号功能就够了。最近五年在外地,就断电闲置,没使用了。今年9月回到家里,就一个劲儿地忙着收拾家当,忙了一个多月,太多事啦!修了电气,清理了闲置不用了的电器和电子,就是一个劲儿地扔扔扔!几十年的“工匠式”收留收藏,只能断舍离,拆解不过来的了。一天,忽然感觉室内有股臭味,用鼻子的嗅觉功能朝着臭味重的方向寻找,觉得应该就是这台组合音响?怎么会呢?这无机物的东西不会腐臭吧?
    自做自受 2024-12-10 16:34 73浏览
  • 本文介绍Linux系统(Ubuntu/Debian通用)挂载exfat格式U盘的方法,触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。修改对应的内核配置文件# 进入sdk目录cdrk3562_linux# 编辑内核配置文件vi./kernel-5.10/arch/arm64/configs/rockchip_linux_defconfig注:不清楚内核使用哪个defc
    Industio_触觉智能 2024-12-10 09:44 78浏览
  • 进入11月中下旬,智能手机圈再度热闹起来。包括华为、小米、OPPO、vivo等诸多手机厂商,都在陆续预热发布新机,其中就包括华为Mate 70、小米Redmi K80、vivo的S20,IQOO Neo10等热门新机,这些热门新机的集中上市迅速吸引了全行业的目光。而在诸多手机厂商集体发布新机的背后,是智能手机行业的“触底反弹”。据机构数据显示,2024年第三季度,中国智能手机市场出货量约为6878万台,同比增长3.2%,连续四个季度保持同比增长,显然新一轮手机换机潮已在加速到来。憋了三年,国内智
    刘旷 2024-12-09 10:43 104浏览
  •         在有电流流过的导线周围会感生出磁场,再用霍尔器件检测由电流感生的磁场,即可测出产生这个磁场的电流的量值。由此就可以构成霍尔电流、电压传感器。因为霍尔器件的输出电压与加在它上面的磁感应强度以及流过其中的工作电流的乘积成比例,是一个具有乘法器功能的器件,并且可与各种逻辑电路直接接口,还可以直接驱动各种性质的负载。因为霍尔器件的应用原理简单,信号处理方便,器件本身又具有一系列的du特优点,所以在变频器中也发挥了非常重要的作用。  &nb
    锦正茂科技 2024-12-10 12:57 49浏览
  •         霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子
    锦正茂科技 2024-12-10 11:07 51浏览
  • 开发板在默认情况下,OpenHarmony系统开机后 30 秒会自动息屏,自动息屏会让不少用户感到麻烦,触觉智能教大家两招轻松取消自动息屏。使用触觉智能Purple Pi OH鸿蒙开发板演示,搭载了瑞芯微RK3566四核处理器,Laval鸿蒙社区推荐开发板,已适配全新OpenHarmony5.0 Release系统,SDK源码全开放!SDK源码中修改修改以下文件参数:base/powermgr/power_manager/services/native/profile/power_mode_co
    Industio_触觉智能 2024-12-09 11:39 108浏览
  • 概述 通过前面的研究学习,已经可以在CycloneVGX器件中成功实现完整的TDC(或者说完整的TDL,即延时线),测试结果也比较满足,解决了超大BIN尺寸以及大量0尺寸BIN的问题,但是还是存在一些之前系列器件还未遇到的问题,这些问题将在本文中进行详细描述介绍。 在五代Cyclone器件内部系统时钟受限的情况下,意味着大量逻辑资源将被浪费在于实现较大长度的TDL上面。是否可以找到方法可以对此前TDL的长度进行优化呢?本文还将探讨这个问题。TDC前段BIN颗粒堵塞问题分析 将延时链在逻辑中实现后
    coyoo 2024-12-10 13:28 64浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦