在電子信號的世界里，總諧波失真（THD）是評估信號質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。它反映了信號中除基波之外的諧波成分的總體占比，對于判斷電路性能、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及音頻、電力等信號的純凈度至關(guān)重要。普源示波器 DHO4804 憑借其出色的性能和豐富的功能，為我們提供了測量 THD 的有效途徑。接下來，讓我們深入了解如何借助這款示波器精準(zhǔn)測量 THD。

連接待測信號

在測量前，務(wù)必確保示波器與待測信號源均處于斷電狀態(tài)，這是保障操作安全和測量準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。選用 BNC 連接線或?qū)Ｓ锰筋^，將信號源輸出端與示波器的輸入通道（如 CH1 或 CH2）穩(wěn)固相連。特別要注意的是，探頭的接地夾必須準(zhǔn)確無誤地連接到信號源的公共接地端，稍有偏差就可能引入干擾，進(jìn)而嚴(yán)重影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。倘若待測信號電壓較高，為防止示波器輸入級受損，務(wù)必選用高壓探頭，并仔細(xì)確認(rèn)衰減系數(shù)設(shè)置是否正確，確保信號能夠以合適的幅度輸入到示波器中。

初始化示波器設(shè)置

開啟示波器電源，耐心等待系統(tǒng)自檢完成。進(jìn)入主界面后，我們需要對示波器進(jìn)行初步設(shè)置。首先調(diào)整垂直靈敏度（Volts/Div），依據(jù)信號幅值合理設(shè)定，比如若信號幅值約為 2V，將垂直靈敏度設(shè)為 “1V/Div” 較為適宜，這樣能使波形在屏幕垂直方向上占據(jù)合適比例，便于清晰觀察細(xì)節(jié)。接著設(shè)置水平時基（Time/Div），若信號頻率為 1kHz，可將水平時基設(shè)為 “1ms/Div”，確保能完整顯示信號的一個周期。觸發(fā)模式通常選擇 “邊沿觸發(fā)”，并精細(xì)調(diào)整觸發(fā)電平，使波形穩(wěn)定地顯示在屏幕上，為后續(xù)測量奠定良好基礎(chǔ)。

進(jìn)入頻譜分析模式

在示波器菜單欄中找到 “頻譜分析” 功能，一般可通過按下 “Menu” 鍵，再在眾多選項中導(dǎo)航至頻譜分析選項來啟用。頻譜分析的核心是快速傅里葉變換（FFT）功能，啟用后需對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。窗函數(shù)的選擇尤為關(guān)鍵，它直接影響頻譜分析的效果。例如，Hanning 窗適用于瞬態(tài)信號，能有效減少頻譜泄露；Rectangular 窗則適用于周期信號。頻率范圍的設(shè)置應(yīng)覆蓋基波頻率的整數(shù)倍，若基波為 1kHz，可設(shè)置至 10kHz 或更高，以全面捕捉各次諧波。分辨率帶寬的調(diào)整也需謹(jǐn)慎，合適的值能提高頻譜精度，但過高的分辨率會顯著延長計算時間，需根據(jù)實際情況權(quán)衡。

采集信號并觀察頻譜

一切準(zhǔn)備就緒后，按下 “Run” 鍵啟動信號采集。此時，示波器屏幕上會呈現(xiàn)出信號的頻譜圖。在頻譜圖中，最為顯眼的基波頻率對應(yīng)的峰值，就是我們關(guān)注的信號主要能量所在。而基波頻率整數(shù)倍處的其他峰值，便是各次諧波的體現(xiàn)。我們可以借助示波器的光標(biāo)定位或標(biāo)記功能，精準(zhǔn)記錄下這些關(guān)鍵點(diǎn)的幅值數(shù)據(jù)，為后續(xù) THD 計算提供關(guān)鍵信息。

計算 THD 值

普源示波器 DHO4804 為我們提供了兩種便捷的 THD 計算方式。一種是手動計算，根據(jù)記錄的基波與諧波幅值，代入特定的計算邏輯（雖然不涉及公式，但原理類似從各次諧波幅值與基波幅值的關(guān)系去考量）來得出 THD 值。另一種更為高效的方式是利用示波器的自動 THD 測量功能，在頻譜分析界面中找到 “THD” 選項，示波器便會自動快速地計算并顯示出 THD 結(jié)果，大大節(jié)省了時間和精力，也減少了人為計算可能出現(xiàn)的誤差。

測量過程中的注意事項

在整個測量過程中，有諸多細(xì)節(jié)需要留意。信號輸入方面，務(wù)必避免輸入信號過載，一旦信號幅度超過示波器量程，波形就會出現(xiàn)削頂失真，嚴(yán)重影響 THD 測量精度，所以要提前依據(jù)信號大致幅度調(diào)整好垂直靈敏度或探頭衰減比例。輸入耦合方式的選擇也很重要，若信號含有直流成分，建議將輸入耦合模式設(shè)為 “DC”，這樣才能保證頻譜分析的準(zhǔn)確性，完整呈現(xiàn)信號全貌。

測量環(huán)境對結(jié)果也有較大影響，應(yīng)盡量選擇電磁干擾小的環(huán)境，關(guān)閉附近可能產(chǎn)生干擾的大功率設(shè)備，或采取屏蔽措施。同時，要避免使用過長或未屏蔽的連接線，防止外部噪聲混入信號，干擾測量。

參數(shù)優(yōu)化也是提升測量精度的關(guān)鍵。窗函數(shù)的選擇要契合信號類型，不同窗函數(shù)對頻譜泄露的抑制效果差異較大。頻率分辨率的設(shè)置同樣需要權(quán)衡，提高分辨率雖能更精確區(qū)分諧波分量，但會增加測量時間，需根據(jù)實際測量需求靈活調(diào)整。

通過普源示波器 DHO4804 進(jìn)行 THD 測量，只要我們嚴(yán)格按照步驟操作，注意各項細(xì)節(jié)和參數(shù)優(yōu)化，就能準(zhǔn)確獲取信號的 THD 值，為電子設(shè)備研發(fā)、電路故障排查、信號質(zhì)量評估等工作提供有力的數(shù)據(jù)支持，助力我們在電子領(lǐng)域的探索與實踐。