基于矢量網絡分析儀的總諧波失真（THD）測量方法簡析

總諧波失真（THD）是衡量電子設備非線性失真的關鍵指標，廣泛應用于音頻、射頻及功率放大器等領域的性能評估。THD定義為諧波分量均方根值與基波分量之比，通常以百分比表示。本文簡要介紹在MS464xB VectorStar系列矢量網絡分析儀（VNA）上實現THD測量的兩種高效方法。

一、多通道測量法：高靈活性與高精度

多通道法適用于需獨立優化各諧波測量條件的場景。每個通道專用于測量一個諧波成分（如基波、二次、三次諧波），通過“多源控制”功能將接收機頻率設定為信號源頻率的整數倍。例如，通道1測基波（1f），通道2測二次諧波（2f），通道3測三次諧波（3f）。所有通道共用同一接收機校準，確保幅值精度。THD計算置于獨立通道，利用方程編輯器對各通道數據進行平方和、開方及歸一化處理，得到最終結果。該方法優勢在于可為不同諧波設置不同中頻帶寬或功率，提升信噪比與測量精度，適合復雜研發測試。

二、單通道測量法：高效簡潔，節省資源

單通道法將基波與所有諧波集成于一次掃描中。通過構建包含全部諧波頻率的寬頻掃描（如1GHz–60GHz），并劃分為多個子頻段，分別對應基波、二次、三次諧波等。利用多源方程將顯示頻率映射至實際信號源與接收機頻率，再通過SUBSET函數提取各諧波段數據，結合ABS、POW、SQRT等函數完成THD計算。該方法僅用一個通道，配置快捷，特別適合快速產線測試或資源受限環境。

三、校準與測量精度保障

無論采用哪種方法，接收機校準至關重要。需在包含所有諧波頻率的范圍內進行功率校準與接收機校準，推薦使用功率計進行用戶校準，以將不確定度降至0.1dB以下。校準后，VNA可準確獲取各次諧波的絕對功率值，確保THD計算結果可靠。

綜上，利用VNA的多源控制與方程編輯功能，THD測量可實現高自動化與高精度。多通道法適合高要求研發，單通道法適用于高效生產測試。合理選擇方法并配合精確校準，可為非線性失真分析提供有力支撐。