谐波信号

谐波，从字面解释，谐，有“多部分”的意思，谐和，指多部分协调有致。波，指的是波形（Wave）。合起来形容，就是有很多种波形合成的波形。

从高等数学中分析可知：任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多高次频率的正弦波，高次频率是基频的整倍数（N，只能为整数），直流成分称为0次谐波，基波称为1次谐波，二次以上的波形称为高次谐波，其中偶次频率的波形称为偶次谐波，奇次频率的波形称为奇次谐波。例如一个基频为200 HZ的波形，其基波为200HZ，当它的波形不是纯正的正弦波时，便有失真存在，其200HZ以上的波形称为高次谐波，400HZ为二次谐波，600HZ为三次谐波，如此类推。2100433B

“噪声”描述的是由放大器产生的随机电信号。谐波是频率为输入信号频率整数倍的信号。总谐波失真和噪声技术规格通过比较失真谐波的电平 (V<**>i) 和RMS噪声电压 (V<**>n) 与输入信号的电平 (Vf) 来量化这些因素 。

音频信号源通过功率放大器时，由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。谐波失真是由于系统不是完全线性造成的，用新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的百分比来表示。例如，一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上 Lv的2000Hz，这时就有10%的二次谐波失真。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。但总谐波失真与频率有关，因此美国联邦贸易委员会于1974年规定，总谐波失真必须在20～20000Hz的全音频范围内测出，而且放大器的最大功率必须在负载为8欧扬声器、总谐波失真小于1%条件下测定。国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为：前级放大器为0.5%，合并放大器小于等于0.7%，但实际上都可做到0.1%以下：FM立体声调谐器小于等于1.5%，实际上可做到0.5%以下；激光唱机更可做到0.01%以下 。

谐波检测关键问题有 : ( 1)如何准确对信号进行同步采样 ; ( 2)非同步采样情况下如何抑制频谱泄漏和栅栏效应 ; ( 3)如何在采样窗口长度尽量小的前提下提高测量精度 ; ( 4)在同步采样下如何抑制间谐波和噪声信号频谱对谐波频谱的干扰 。

间谐波检测除了有上述 4 点问题外还有 4 点 :( 1)含量小 , 对频谱泄漏影响较敏感 , 易被谐波频谱所淹没 , 如何准确检测间谐波的频率特征值 ;( 2)当间谐波数量较多时 ,如何抑制其频谱之间的干扰 ;( 3)当间谐波频率与谐波频率特别是基频非常接近时 ,一定的采样窗口长度下 , 如何区分出间谐波的成分 。