[发明专利]一种电磁信号谐波失真自动测量方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁信号谐波失真自动测量方法及系统。

背景技术

通常，每一个信号都包含谐波，谐波是由于非线性特性产生的，是一个纯正弦波的附加 频率。谐波是属于可预见性的失真产物，它们直接与输入信号的频率相关，尤其在无线电系 统中，谐波表现为系统频带中的电磁干扰信号，会使得系统的信噪比下降，严重影响系统的 容量和质量，因此必须要测量系统中电磁信号的谐波以及总谐波失真。微波信号分析仪作为 一种通用的信号测量类仪器，可用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真 等各种信号参数的测量，还可测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的 电子测量仪器。通常情况下，在利用信号分析仪测量谐波失真时，需要分别单独测量基波信 号和每个谐波信号的功率。这种情况下需要用户反复操作仪器测量菜单，通过手动来设置仪 器的各种参数，比如信号频率、分辨率带宽、扫描时间、频宽等仪器测量参数，然后执行仪 器扫描测量过程，并根据仪器测量得到的基波和谐波功率值手动计算出信号的总谐波失真值。 因此，这种测量方式的操作较为繁琐、测量时间较长，而且可能会出现错误。

利用微波信号分析仪测量信号的谐波失真时，在测量过程中需用户手动调节、频繁切换 信号的频率、分辨率带宽、扫描时间、频宽等仪器测量参数设置，并根据测量的幅度值来手 动计算总谐波失真值。这种测量方式的操作较为繁琐、测量时间较长，而且可能会出现错误。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种电磁信号谐波失真自动测量方法及系统，本方法 具有方便快捷、测试准确的优点，能够有效避免手动繁琐操作带来的错误。另外，本发明能 在不改变现有信号分析仪硬件结构的基础上，通过添加测试软件插件来实现，实现简单且通 用性强。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电磁信号谐波失真自动测量方法，包括以下步骤：

(1)利用正峰值检波方式进行扫描，将频谱轨迹数据中的幅度最大值对应的频率值作 为基波信号的频率；

(2)对基波信号进行频率计数，确定为基波频率，基于基波频率计算谐波频率；

(3)初始化频宽，根据频宽值计算基波信号中功率占信号总功率的设定值所对应的信 号带宽值，求取该带宽值与初始频宽的比值，逐步调整初始频宽，直到该比值满足条件，记 录此时的信号带宽值；

(4)根据信号带宽值计算基波分辨率带宽，计算出谐波的分辨率带宽；

(5)建立执行参数属性表，记录每个谐波的表格属性元素有频率、频宽、分辨率带宽、 视频带宽、扫描时间和检波方式，依照表格自动匹配微波信号分析仪的执行参数；

(6)微波信号分析仪按顺序执行谐波的扫描测量，获取每个谐波的频谱数据，分别计 算每个谐波的功率值，并在所有谐波测试完成后计算信号的总谐波失真值。

所述步骤(1)中，基波搜索时，首先设置微波信号分析仪为最大频宽，检波方式为正峰 值检波，微波信号分析仪的其他仪器参数处于自动耦合状态，进行一次扫描测量，将频谱轨 迹数据中的幅度最大值对应的频率值作为基波信号的频率。

所述步骤(2)中，将频率计数获得的频率值确定为基波频率F1；各个谐波的频率参数， 可根据计数后的基波频率计算出谐波的频率Fn，即Fn＝n*F1，其中n>1，n为正整数。

所述步骤(2)中，Fn取值必须在微波信号分析仪有效的频率范围内。

所述步骤(3)中，设置初始频宽为50MHz～100MHz内的任意值，其它参数根据频宽 值自动耦合。

所述步骤(3)中，对基波信号执行扫描并获取频谱测量数据，然后计算基波信号中 功率占信号总功率的99％所对应的信号带宽值。

所述步骤(3)中，求取信号带宽值与设置的初始频宽的比值，并记录为k；如果k <0.4，则缩减频宽为k*SPAN1/0.4，继续进行扫描测量，计算比值k，直到k>＝0.4为 止，并记录此时占用设定值功率的信号带宽值。

所述步骤(4)中，基波信号测量的分辨率带宽取值为3.5倍信号占用带宽值。

所述步骤(4)中，测量各个谐波所使用的分辨率带宽记为RBWn，由基波分辨率 带宽计算出谐波的分辨率带宽，即为RBWn＝n*RBW1，其中n>1，n为正整数，并且 RBWn为仪器可用分辨率带宽。